Question

【題目】在搶險救災中，時間意味著生命。為了縮短下樓的時間，消防員往往抱著室內的速降桿直接滑下，如圖所示。在一次接到火災報警后，一名質量為的消防員從腳離地的速降桿上由靜止開始做自由落體運動，下降后立即抱緊桿，然后以的加速度勻減速下降，安全著地（取）求

（1）消防員減速下滑時受到的阻力大小；

（2）消防員著地的速度；

（3）消防員下滑至地面過程中的機械能變化量。

Answer 1

【答案】(1)900N (2)5m/s (3) 減少了10710J

【解析】

（1）減速下滑的過程中，根據牛頓第二定律得：

f-mg=ma

代入數據解得：

f=900N；

（2）消防員整個過程中，先向下加速運動后向下減速運動，自由落體7.2m的過程中，末速度為：

減速下滑的高度為：h2=11.9m，著地速度為v2，則有：

解得：

v2=5m/s。

（3）以地面為零勢能面，消防員在速降桿頂端時，機械能為：

E1=mgH=600×19.1J=11460J；

著地時，機械能為：

消防員下滑至地面過程中的機械能變化量為：

△E=E1-E2=10710J

減少了10710J。