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雜技演員在進行“頂桿”表演時,用的是一根長直竹竿(假設不計其質量).演員自桿頂由靜止開始下滑,滑到桿底時速度正好為零.已知竹竿底部與下面頂桿人肩部之間有一力傳感器,傳感器顯示人的肩部受到竹竿底部施加的壓力變化情況如圖所示,取g=10m/s2.求:
(1)試定性畫出該演員在下滑過程中的速度-時間圖象
(2)桿上的人下滑過程中的最大速度
(3)竹桿的長度
(4)從桿上滑下的演員的質量是多少?

解:(1)該演員先由靜止開始勻加速下滑后勻減速下滑,畫出速度-時間圖象如圖.
(4)由圖象可知,該演員由靜止開始先加速下滑(加速度為a1)、后減速下滑(加速度為a2
因v=a1t1=a2t2
由圖可知:t1=1秒,t2=2秒,
則得 a1=2a2
第1秒的動力學方程為:mg-180=m a1
后2秒的動力學方程為:mg-360=-m a2
聯立上述三個方程,可得:m=30kg a1=4m/s2 a2=-2m/s2
(2)最大速度:Vmax=a1t1=4m/s
(3)桿長:L==6m
答:
(1)定性畫出該演員在下滑過程中的速度-時間圖象如圖所示.
(2)桿上的人下滑過程中的最大速度是4m/s.
(3)竹桿的長度是6m.
(4)從桿上滑下的演員的質量是30kg.
分析:(1)根據力圖分析演員的運動情況,畫出演員在下滑過程中的速度-時間圖象.
(2)以人為研究對象,人加速下滑過程中受重力mg和桿對人的作用力F1,由題圖可知,人加速下滑過程中桿對人的作用力F1為180 N.由牛頓第二定律可以求得加速度,1s末人的速度達到最大,根據速度時間公式即可求解;
(3)先求出加速下降的位移,再根據動能定理求出減速下降的位移,兩段位移之和即為桿的長度.
(4)根據速度圖象求出勻加速和勻減速運動的加速度,根據牛頓第二定律列式求出質量.
點評:本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的直接應用,要求同學們能根據圖象得出有效信息,能根據受力情況判斷運動情況.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

雜技演員在進行額頭頂長桿表演時,雙眼緊盯桿頂,根據桿頂的運動情況就能判斷桿朝哪個方向傾斜,以便及時調整保持平衡.從物理學的角度解釋,這是因為當桿開始傾斜時,桿頂端(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

雜技演員在進行“頂桿”表演 時,用的是一根質量為m=10kg的長竹竿.質量為M=30kg的演員自竹竿頂部由靜止開始下滑,滑到竿底時速度恰好為零.已知竿底部與下面頂桿人肩部之間有一力傳感器.竹竿處于靜止狀態,傳感器顯示頂桿人肩部的受力情況如圖所示,g=10m/s2.求:
(1)O~1s內演員受到的滑動摩擦力大小;
(2)桿上演員下滑過程中的最大速度;
(3)竹竿的總長度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

雜技演員在進行額頭頂長桿表演時,雙眼緊盯桿頂,根據桿頂的運動情況就能判斷桿朝哪個方向傾斜,以便及時調整保持平衡.從物理學的角度解釋,這是因為當桿開始傾斜時,桿頂端(  )
A.偏角較大,易于判斷
B.角速度較大,易于判斷
C.偏離距離較大,易于判斷
D.向心加速度較大,易于判斷

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年上海市浦東新區高三(上)期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題

雜技演員在進行額頭頂長桿表演時,雙眼緊盯桿頂,根據桿頂的運動情況就能判斷桿朝哪個方向傾斜,以便及時調整保持平衡.從物理學的角度解釋,這是因為當桿開始傾斜時,桿頂端( )
A.偏角較大,易于判斷
B.角速度較大,易于判斷
C.偏離距離較大,易于判斷
D.向心加速度較大,易于判斷

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科目:高中物理 來源:上海期末題 題型:單選題

雜技演員在進行額頭頂長桿表演時,雙眼緊盯桿頂,根據桿頂的運動情況就能判斷桿朝哪個方向傾斜,以便及時調整保持平衡。從物理學的角度解釋,這是因為當桿開始傾斜時,桿頂端
[     ]
A.偏角較大,易于判斷
B.角速度較大,易于判斷
C.偏離距離較大,易于判斷
D.向心加速度較大,易于判斷

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