精英家教網(wǎng)質(zhì)量為60kg的消防隊員從一根固定的、高度為6m的豎直金屬桿頂端由靜止滑下，消防隊員受到的豎直向上的摩擦力變化情況如圖所示（消防員視為質(zhì)點）．在消防隊員下滑的過程中：
（1）他剛開始下滑的加速度大小為多大？
（2）為了保證他落地時的速度為零，他應(yīng)加速多長時間？整個下滑過程他克服摩擦力做的功是多少？
分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出消防員剛開始下滑時的加速度大�。�
（2）抓住勻減速直線運動和勻減速直線運動的位移之和等于金屬桿的長度，求出加速運動的時間．對全過程運用動能定理求出下滑過程中克服摩擦力做功的大小．
解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，消防員下滑的加速度a=
mg-f1
m
=
600-360
60
m/s2=4m/s2．
（2）勻減速直線運動的加速度大小a′=
f′-mg
m
=
720-600
60
m/s2=2m/s2．
設(shè)加速的時間為t．
勻加速直線運動的位移x1=
1
2
at2=2t2，
最大速度v=at=4t．
勻減速直線運動的位移x2=
v2
2a′
=
16t2
4
=4t2
根據(jù)h=x1+x2，代入數(shù)據(jù)解得t=1s．
對全過程運用動能定理得，mgh-Wf=0
解得Wf=mgh=600×6J=3600J．
答：（1）他剛開始下滑的加速度大小為4m/s2．
（2）加速的時間為1s，整個下滑過程他克服摩擦力做的功是3600J．
點評：本題考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式的綜合運用，知道加速度是聯(lián)系前后的橋梁．對于求解克服摩擦力做功問題，由于兩段過程摩擦力大小不等，所以運用動能定理解決比較方便．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質(zhì)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(jīng)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．

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科目：高中物理 來源： 題型：

消防隊員為縮短下樓時間，往往抱著一根豎直桿直接滑下．假設(shè)一名質(zhì)量為60kg的消防隊員從離地面18m的高度抱著豎直的桿先做自由落體運動，下降7.2m后立即抱緊直桿，做勻減速下滑．已知消防隊員著地時的速度是6m/s，抱緊直桿時，手和腿對桿的壓力為1800N，手和腿與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5，設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?nbsp;g=10m/s2．假設(shè)桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動．試求：
（1）消防隊員下滑過程中的最大速度
（2）消防隊員下滑過程中受到的滑動摩擦力
（3）下滑總時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?渭南一模）質(zhì)量為60kg的消防隊員，從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)2.5s落地．輕繩上端有一力傳感器，它記錄的輕繩受到的拉力變化情況如圖甲所地，取g=10m/s2．下列說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為12m的鋼管沿著豎直方向固定在地面上．一名質(zhì)量為60kg的消防隊員在演習(xí)訓(xùn)練中，從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零．如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍，下滑的總時間為3s，g 取10m/s2．關(guān)于消防隊員在下滑的過程中，下列說法正確的是（　�。�

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