消防队员为了缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．在一次训练中，一名质量为60kg、训练有素的消防队员从离地面18m

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/04/26 17:39:24

消防队员为了缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．在一次训练中，一名质量为60kg、训练有素的消防队员从离地面18m的高度抱着两端均固定、质量为200kg的竖直杆以最短的时间滑下，要求消防队员落地的速度不能大于6m/s．已知该消防队员对杆作用的最大压力为1800N，他与杆之间的动摩擦因数为0.5，当地的重力加速度为g=10m/s²．求：

（1）消防队员下滑过程中的最大速度．
（2）消防队员下滑的最短时间．
（3）请在右图中作出杆对地面的压力随时间变化的图象．

消防队员先以最大加速度--重力加速度加速下滑，然后以尽可能大的加速度作减速运动，即运动过程为先加速后减速．当手和腿对杆施加最大压力时（就是抱紧杆的力）其受到的滑动摩擦力最大，此时减速的加速度值为最大．
（1）最大滑动摩擦力f_max=μN=0.5×1800N=900N，
减速的加速度由牛顿第二定律可知a＝
fmax−mg
m=
900−600
605m/s²=5m/s²，
设消防队员加速下滑的距离为h₁，减速下滑的距离为（H-h₁），
加速阶段的末速度是减速阶段的初速度为υ_max，由题意和匀变速运动的规律有：

v2max＝2gh1，
v2max＝2a(H−h1)+v2，
由此式解得 h1＝
2aH+v2
2(g+a)＝
2×5×18+62
2×(10+5)m=7.2m，
消防队员最大速度为vmax＝
2gh1＝
2×10×7.2m/s=12m/s；
（2）加速时间：t1＝
vmax
g＝
12
10s=1.2s，
减速时间：t2＝
vmax−v
a＝
12−6
5s=1.2s，
下滑的时间 t=t₁+t₂=1.2+1.2=2.4s，
（3）将消防队员与杆作为整体为研究对象时，加速阶段消防队员完全失重，
杆受到地面的支持力等于杆的重力，即N₁=Mg=2000N，加速下滑，
消防队员超重，N₁=Mg+m（g+a）=2900N．
杆对地面的压力随时间变化图象如图所示．
答：（1）消防队员下滑过程中的最大速度为12m/s．
（2）消防队员下滑的最短时间为2.4s．
（3）杆对地面的压力随时间变化的图象如图所示．

消防队员为了缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．在一次训练中，一名质量为60kg、训练有素的消防队员从离地面18m 消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下．假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从七楼（即离地面18m的高消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下,已知消防员着地时的速度是6m/s 为了缩短下楼的时间，消防队员往往抱着竖直杆直接滑下，先以可能的最大加速度沿杆做匀加速直线运动，再以可能的最大加速度沿杆做质量为60kg的消防队员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下,经5s落地,在下滑过程中如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静假设一名质量为60kg的消防队员葱18m的高度抱着树直的杆以最短时间滑下模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加如图所示,一位质量m=60kg的消防队员在参加一次消防逃生演练中,队员从倾斜直滑道AB的顶端A由静止滑下,经B点后水平滑在消防演习中,消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下, 在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60KG训练有素的武警战士从直升机上一根竖直的质量大神们帮帮忙如图所示，一名消防队员在演习训练中，沿着长为L的竖立在地面上的钢管往下滑．他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑