题目

高中物理运动和力的大题
假设一名质量为60KG的消防员从离地面18M高的地方抱着竖直的杆以最短的时间下滑,已知杆的质量为200KG,消防员着地时的速度不能大于6M/S,手和腿对杆的最大压力为1800N,动摩擦因素为0.5,设当地的重力加速度为10M/S.（杆搁在地面上,且不能在水平方向上移动）求
1.消防员下滑过程中的最大速度
2.下滑过程中杆对地面的最大压力
3.下滑的最短时间
（要有详解）

提问时间：2020-07-13

答案

由题知,给消防员应该先以g加速到最大速度,后在摩擦力和重力作用下减速到6m/s.令其匀减速阶段的加速度大小为a,由牛顿第二定律,a就等于摩擦力与质量的比值,期中摩擦力等于最大压力与摩擦系数的乘积为900N.所以有a=5m/s2.
则有：gt1^2 /2+（gt1+6）t2/2=18
gt1-at2=6
的t1=(2√10)/5 s t2=(4√10-6)/5 s
下滑过程的最大速度Vmax=gt1=4√10m/s.
下滑过程中杆对地面的最大压力F=Mg+μFn=3800N.
下滑的最短时间t=t1+t2==(6√10-6)/5 s