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表演“顶竿”杂技时,一人站在地上(称为“底人”),肩上扛一长6m、质量为5kg的竹竿,一质量为40kg的演员在竿顶从静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到竿底时速度正好为零.假设加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑总时间为3s,问这两个阶段竹竿对“底人”的压力分别为多大(g取10m/s2)?

见解析
【试题分析】
设竿上演员下滑过程中的最大速度为v,加速和减速阶段的加速度大小分别为a1和a2,则 a1=2a2
由Vt/2=h得
v=2h/t==4m/s
以t1、t2分别表示竿上演员加速和减速下滑时间
由v=at得t1+t2=v/a1+v/a2=t
即4/a1+4/a2=3②
联立①②解得
a1=4m/s2,a2=2m/s2
在下滑的加速阶段,对竿上演员应用牛顿第二定律,有mg-Fμ1=ma1
得Fμ1=m(g-a1)=240N.
对竹竿应用平衡条件,有Fμ1+m0 g=FN1
从而竹竿对“底人”的压力为  F   ′N  1=FN1=290N.
在下滑的减速阶段,对竿上演员应用牛顿第二定律,有Fμ2-mg=ma2
得Fμ2=m(g+a2)=480N
对竹竿应用平衡条件,有Fμ2+m0 g=FN2,从而竹竿对“底人”的压力为F′N2=FN2=530N.
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