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问题: 高二物理

在爬杆表演中,质量的人爬至竖直长杆的高处后,手握紧杆保持静止完成造型动作,然后开始匀加速下滑,经时间t=2s,滑下的距离h=5m,求:
(1)、人在杆上保持静止时受到的摩擦力大小。
(2)、人在滑下过程中受到的摩擦力大小。
(3)、人滑下距离h时代动能。(取g=10m/s^2)

解答:

在爬杆表演中,质量的人爬至竖直长杆的高处后,手握紧杆保持静止完成造型动作,然后开始匀加速下滑,经时间t=2s,滑下的距离h=5m,求:

题目缺少条件——人的质量!
设人的质量为m

(1)、人在杆上保持静止时受到的摩擦力大小。
人在杆上保持静止时,人处于平衡状态
那么,在竖直方向上人受到的合力为零
则,人受到的摩擦力的大小=人受到的重力=mg=10m (N)

(2)、人在滑下过程中受到的摩擦力大小。
人由静止开始下滑,作初速为零的匀加速直线运动,下滑时间t=2s,下滑距离s=h=5m
则,由初速为零的匀加速直线运动的公式有:s=(1/2)at^2
所以:(1/2)*a*4=5
即,a=2.5m/s^2
那么,再由牛顿第二运动定律得到:a=ΣF/m
所以,ΣF=ma=2.5m…………………………………………(1)
而,ΣF=mg-f=10m-f…………………………………………(2)
由(1)(2)得到:
2.5m=10m-f
所以:f=7.5m (N)

(3)、人滑下距离h时代动能。(取g=10m/s^2)
以人下滑h=5m后到达的位置为零势能面
由能量守恒可以得到,人开始时候只具有势能,下滑距离h=5m后就只具有动能。在这个过程中,重力对人做正功,摩擦力对人做负功,则:(mg-f)*h=(1/2)mv^2
所以:Ek=(mg-f)h=(10m-7.5m)*5=12.5m (J)