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精英家教网如图所示,在一次消防演习中,质量为60kg的消防队员欲到达距离楼顶l=90m处的房间.他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑,当他滑到该房间的窗户A处时,突然停止下滑,同时用脚将窗户踢开,自己反弹了一下,然后进入窗内.已知消防员从开始下滑到刚进入窗内共用了时间t=15s,试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力F大小(取1位有效数字)(提示:g取10m/s2,π=3)
分析:反弹的过程可以看成单摆的运动,求出单摆运动的周期,从而求出匀加速直线运动的时间.通过匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度,通过牛顿第二定律求出摩擦力的大小.
解答:解:单摆的周期T=2π
L
g

解得T:=18 s
所以匀加速下滑时间 t′=t-
T
2
=6s
根据x=
1
2
at2得:
a=
2l
t2
=5m/s2
根据牛顿第二定律得:
mg-F=a
解得:Fmg-ma=3×102N
答:下滑时受到的摩擦力F大小为3×102N
点评:解决本题的关键不能忽略消防员弹起到进入窗户的时间,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?许昌模拟)当前,高楼遇险逃生措施及训练引起高度关注.有人设想在消防云梯上再伸出轻便的滑竿解救受困人员,解决云梯高度不够高的问题.如图所示,在一次消防演习中模拟解救被困人员,为了安全,被困人员使用安全带上挂钩挂在滑竿上从高楼A点沿滑杆下滑逃生.滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴在O处连接,将被困人员和挂钩理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失.AO长为L1=5m,OB长为L2=10m.竖直墙与云梯上端点B的间距d=11m.滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上,可自由转动.B端用铰链固定在云梯上端.挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8.(g=10m/s2
(1)若测得OB与竖直方向夹角为53°,求被困人员在滑杆AO上下滑时加速度的大小及方向?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)为了安全,被困人员到达云梯顶端B点的速度大小不能超过6m/s,若A点高度可调,竖直墙与云梯上端点B的间距d=11m不变,求滑杆两端点A、B间的最大竖直距离?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接于O处,现将消防队员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失.设AO长为L1=5m,OB长为L2=10m.两堵竖直墙壁的间距d=11m.滑杆A端用铰链固定在墙上.B端用铰链固定在另一侧墙上.挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若消防员沿滑杆下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时的加速度的大小和方向;
(2)在上述情况下,若消防员由静止从A点滑下,求消防员滑到B点时的速度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失.AO长为L1=5m,OB长为L2=10m.两堵竖直墙的间距d=11m.滑杆A端用铰链固定在墙上,可自由转动.B端用铰链固定在另一侧墙上.为了安全,消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s,挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)AO、OB两段的加速度
(2)AB间的最大竖直高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失.已知AO长L1=5m,OB长L2=10m,两面竖直墙MN的间距d=11m.滑杆A端用铰链固定在墙上,可自由转动.B端用铰链固定在另一侧墙上.为了安全,消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s,挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若测得消防员下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向;
(2)若B端在竖直墙上的位置可以改变,求滑杆端点A、B间的最大竖直距离.

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