问题
问答题
杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑．若竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零．已知有一传感器记录了竿上演员下滑时的速度随时间变化的情况．竿上演员质量为m1=40kg，长竹竿质量m2=10kg，g=l0m/s2．
（1）求下滑过程中，竿上演员克服摩擦力做的功；
（2）求下滑过程中，竿上演员受到的摩擦力；
（3）请画出地面上的演员肩部承受的压力随时间变化的图象，不用写计算过程，但要标出相关数据．
答案
（1）演员下滑的位移s=
m=12m．6×4 2
根据动能定理得，mgs-Wf=0-0
解得：Wf=mgs=400×12J=4800J．
（2）在0-4s内的位移s1=
m=8m．设此过程中的阻力f1．4×4 2
根据动能定理得，mgs1-f1s1=
mv2-01 2
代入数据解得f1=360N．
4-6s内的位移s2=
m=4m．4×2 2
根据动能定理得，mgs2-f2s2=0-
mv21 2
解得f2=480N．
（3）在0-4s内，对竹竿受力分析有：N1=m2g+f1=100+360N=460N．
在4-6s内，对竹竿受力分析有：N2=m2g+f2=100+480N=580N．
压力随时间变化如图．
答：（1）下滑过程中，竿上演员克服摩擦力做的功为4800J．
（2）下滑过程中，竿上演员受到的摩擦力为360N，480N．
（3）压力随时间变化的图象如图所示．