消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接下滑.假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从7楼（即离地面18m的高度）抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已知杆的质量为200kg,消防队员

Question

消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接下滑.假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从7楼
（即离地面18m的高度）抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已知杆的质量为200kg,消防队员着地的速度不6m/s,手和脚对杆的最大压力为1800N,手和脚的动摩擦因素为0.5,设当地的重力加速度g=10m/s^2.假设杆是搁在地面上的,杆的水平方向不能移动.求：
（1）消防队员下滑过程中最大速度?（2）消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力?（3）消防队员下滑的最短时间?
我不想知道答案过程我就是想知道这个物理过程是怎样的?好奇怪啊,摩擦力向上900牛,重力600牛,那加速不就向上了吗?也不能一开始就这样啊?

Answer 1

（1）消防队员开始阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm,有2gh1＝vm2
消防队员受到的滑动摩擦力Ff＝μFN＝0.5×1800N＝900N
减速阶段的加速度大小：a2＝＝5m/s2
减速过程的位移为h2,由vm2－v2＝2a2h2
又h＝h1＋h2
以上各式联立可得：vm＝12m/s
（2）以杆为研究对象得：FN＝Mg＋Ff＝2900N
根据牛顿第三定律得,杆对地面的最大压力为2900N
（3）最短时间为tmin＝＋＝2.4s