Question

8．某馬戲團演員做滑桿表演．已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200N．在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小．已知演員在滑桿上做完動作之后，先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零．整個過程中演員的v-t圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖所示，g取10m/s²．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 演員的體重為800N
• B． 演員在第1s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)
• C． 滑桿所受的最小拉力為600N
• D． 滑桿所受的最大拉力為890N

Answer 1

分析 A、由速度為零時傳感器的示數(shù)等于任何桿的重力之和，可得演員的重力；
B、由速度時間圖可知演員有向下的加速運動，此階段為失重；
C、向下的加速階段為失重，故此時對桿的拉力最小，由圖可得加速階段的加速度，進而由牛頓第二定律可得最小拉力；
D、演員減速下滑的階段為超重，此階段桿受拉力最大，由圖可知超重階段的加速度，由牛頓第二定律可得最大拉力．

解答 解：A、由兩圖結合可知，靜止時，傳感器示數(shù)為800N，除去桿的重力200N，演員的重力就是600N，故A錯誤；
B、由圖可知0.5s至1.5s演員速度下滑，故演員此時處于失重狀態(tài)，故B錯誤；
C、在演員加速下滑階段，處于失重狀態(tài)，桿受到的拉力最小，此階段的加速度為：a₁=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{3}{1.5-0.5}$=3m/s²，
由牛頓第二定律得：mg-F₁=ma，解得：F₁=420N，加上桿的重力200N，可知桿受的拉力為620N，故C錯誤；
D、演員減速下滑的階段為超重，此階段桿受拉力最大，由圖可知此階段的加速度為：a₂=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0-3}{3.5-1.5}$=-1.5m/s²，
由牛頓第二定律：mg-F₂=ma₂，解得：F₂=690N，加上桿自身的重力200N，故桿所受最大拉力為890N，故D正確；
故選：D．

點評 本題是對兩個圖象的結合應用，兩圖是相互利用的．要能從這類題目中熟練結合運動和受力圖，此類題目等同于牛頓第二定律應用的由受力確定運動和由運動確定受力．