Question

如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著豎立在地面上的鋼管往下滑．已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零．如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3s，下滑的總距離為12m，g取10m/s²，那么該消防隊(duì)員

1. A.
   下滑過程中的最大速度為8m/s
2. B.
   加速與減速過程的時(shí)間之比為2：1
3. C.
   加速與減速過程中摩擦力做的功之比為l：2
4. D.
   消防隊(duì)員加速過程是超重狀態(tài)，減速過程是失重狀態(tài)

Answer 1

A
分析：由平均速度公式求解最大速度．根據(jù)速度公式研究加速與減速過程的時(shí)間之比．根據(jù)牛頓第二定律研究摩擦力之比．從而求出摩擦力做功之比．
解答：A、設(shè)下滑過程中的最大速度為v，則消防隊(duì)員下滑的總位移=，得到v=．故A正確．
B、因?yàn)榧铀贂r(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，根據(jù)v=at得，加速與減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1：2．故B錯(cuò)誤．
C、可知加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1s，減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s，則，減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小．
根據(jù)牛頓第二定律得，加速過程：mg-f₁=ma₁，f₁=mg-ma₁=2m
減速過程：f₂-mg=ma₂，f₂=mg+ma₂=14m 所以f₁：f₂=1：7．
加速運(yùn)動(dòng)的位移與減速運(yùn)動(dòng)的位移之比為1：2，則摩擦力做功為1：14．故C錯(cuò)誤．
D、在加速過程中，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，減速過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)．故D錯(cuò)誤．
故選A．
點(diǎn)評(píng)：本題運(yùn)用牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合分析多過程問題，也可以采用圖象法分析最大速度．