Question

杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿。质量为m=30 kg的演员自竹竿顶部由静止开始下滑，滑到竹竿底端时速度恰好为零。为了研究下滑演员沿杆的下滑情况，在顶杆演员与竹竿底部之间安装一个传感器。由于竹竿处于静止状态，传感器显示的就是下滑演员所受摩擦力的情况，如图所示。g=10 m／s²。求：

(1)下滑演员下滑过程中的最大速度；

(2)竹竿的长度。

Answer 1

(1)由图像可知，下滑演员在t₁=1 s内加速下滑。设下滑到加速度为d，则根据牛顿第二定律，有mg-F=ma    a=m／s²=4 m／s²      1 s末下滑演员的速度达最大v_m=at₁=4 m／s    

(2)由图像可知，1s末—3s末下滑演员做匀加速运动，末速度为零。则杆长为L=v_m(t₁+t₂)=×4×(1+2)m=6m