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如圖1所示，質量為60kg的消防隊員從一根固定的豎直金屬桿上由靜止滑下，經過2.5s時間落到地面上．下滑中消防隊員受到的豎直向上的摩擦力隨時間變化的情況如圖2所示，取g=10m/s²．求：
（1）消防隊員下滑過程中的加速度；
（2）消防隊員開始下滑時離地面的高度；
（3）消防隊員下滑過程中摩擦力對他所做的功．

分析：（1）根據消防隊員受到的摩擦力與重力的關系，分析消防隊員的運動情況，由牛頓第二定律求解加速度．
（2）分兩個過程，根據位移公式求出他下滑的高度，再求解下滑過程中摩擦力對他所做的功．

解答：解：（1）根據牛頓第二定律，消防員在第ls內有mg-f₁=ma₁
得a1=4m/s2
方向豎直向下
后1.5s內有f₂-mg=ma₂
得a₂=2m/s²
方向豎直向上
（2）消防員在第1s內下滑的高度h₁h1=

=2m
在1s木的速度為v_m：v_m=a₁t₁=4m/s
在后l.5s內下滑的高度h₂h₂=vmt2-

=3.75m
消防隊員下滑的高度h
h=h₁+h₂=5.75m
（3）在第ls內，摩擦力對消防員所做的功W_f1W_f1=-f₁h₁=-720J
在后1.5s內，摩擦力對消防員所做的功W_f2W_f2=-f₂h₂=-2700J
消防隊員下滑過程中摩擦力對他所做的功W_f．
W_f=W_f1+W_f2=-3420J
答：（1）消防隊員向下加速為4m/s²，向下減速的加速度為2m/s²；
（2）消防隊員開始下滑時離地面的高度為5.75m；
（3）消防隊員下滑過程中摩擦力對他所做的功為-3420J．

點評：本題有兩個過程，運用牛頓定律和運動學公式結合求解是基本的方法，也可以運用動量定理和動能定理結合處理．

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊4自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記入表中．（g取9.8m/s²）

實驗序號	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
傳感器示數v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.43
v²（m²/s²）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	11.76

①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），髙度可以調節的斜面，此外還必需的器材有

；
A．毫米刻度尺 B．天平 C．秒表 D．打點計時器 E．彈簧測力計
②選擇適當的物理量在圖2所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系圖象；（需標出橫縱坐標所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明機械能守恒的依據，若不守恒，說明機械能不守恒的原因．你的結論是

圖線過原點的直線，斜率K=2g，所以機械能守恒

．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質量為0.3kg的導體棒，放在間距為d=1m的水平放置的導軌上，導體棒與導軌間的摩擦因數μ=0.2．其中電源電動勢E=12V，內阻r=1Ω，定值電阻R₀=11Ω，其它電阻不計，g=10m/s²．（sin53°=0.8 cos53°=0.6）
（1）若在豎直方向上加以某一勻強磁場B₁（圖中未畫出），此時導體棒恰好向右做勻速運動，試求B₁的大小和方向；
（2）若加以與導軌平面夾角θ=53°斜向上、大小為1.5T的勻強磁場B如圖2，試求此時導體棒的加速大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊A自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記入表中．（g取9.8m/s²）

實驗序號	1	2	3	4	5	6	7
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60	70
傳感器示數v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.47	3.70
v²（m²/s²）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	12.04	13.69

（1）選擇適當的物理量在圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面高度的關系圖象；
（2）要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導
線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），高度可以調節的斜面，此外還需的器材有

A．毫米刻度尺 B．天平 C．秒表 D．打點計時器 E．彈簧測力計
（3）由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明判斷機械能守恒的依據，若不守恒，分析機械能不守恒的原因

圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

實驗題
（1）如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊4自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記人表中．（g取9.8m/s²）

實驗序號	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
傳感器示數v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.43
v²（m²/s²）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	11.76

①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），髙度可以調節的斜面，此外還需的器材有

；
A、毫米刻度尺　　　B、天平　　 C．秒表　D．打點計時器 E彈簧測力計
②選擇適當的物理量在如圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系圖象；（需標出橫縱坐標所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明機械能守恒的依據，若不守恒，說明機械能不守恒的原因．你的結論是

；
（2）測一個待測電阻Rx（約200Ω）的阻值，除待測電阻外，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3V，內阻不計；
電流表A₁ 量程0～10mA、內阻r₁約為50Ω；
電流表A₂：量程0～50μA、內阻r₂=1000Ω；
滑動變阻器R₁：最大阻值20Ω、額定電流2A；
電阻箱R₂：阻值范圍0～9999Ω
①由于沒有提供電壓表，為了測定待測電阻上的電壓，應選電流表

與電阻箱R₂連接，將其改裝成電壓表．
②對于下列測量R_x的四種電路圖（如圖3），為了測量準確且方便應選圖

．

③實驗中將電阻箱R₂的阻值調到4000Ω，再調節滑動變阻器R₁，兩表的示數如圖4所示，可測得待測電阻R_x的測量值是

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科目：高中物理 來源：德陽模擬 題型：問答題

實驗序號	1	2	3	4	5	6
斜面高度h（cm）	10	20	30	40	50	60
傳感器示數v（m/s）	1.40	1.98	2.42	2.80	2.90	3.43
v²（m²/s²）	1.96	3.92	5.86	7.84	8.41	11.76

①要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），髙度可以調節的斜面，此外還需的器材有______；
A、毫米刻度尺　　　B、天平　　 C．秒表　D．打點計時器 E彈簧測力計
②選擇適當的物理量在如圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面髙度的關系圖象；（需標出橫縱坐標所代表的物理量）
③由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明機械能守恒的依據，若不守恒，說明機械能不守恒的原因．你的結論是______；
（2）測一個待測電阻Rx（約200Ω）的阻值，除待測電阻外，實驗室提供了如下器材：
電源E：電動勢3V，內阻不計；
電流表A₁ 量程0～10mA、內阻r₁約為50Ω；
電流表A₂：量程0～50μA、內阻r₂=1000Ω；
滑動變阻器R₁：最大阻值20Ω、額定電流2A；
電阻箱R₂：阻值范圍0～9999Ω
①由于沒有提供電壓表，為了測定待測電阻上的電壓，應選電流表______與電阻箱R₂連接，將其改裝成電壓表．
②對于下列測量R_x的四種電路圖（如圖3），為了測量準確且方便應選圖______．

③實驗中將電阻箱R₂的阻值調到4000Ω，再調節滑動變阻器R₁，兩表的示數如圖4所示，可測得待測電阻R_x的測量值是______Ω

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