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消防隊員為縮短下樓的時間，往往抱著豎直的桿直接滑下。假設一名質量為60kg、訓練有素的消防隊員從七樓（即離地面18m的高度）抱著豎直的桿以最短的時間滑下。已知桿的質量為200kg，消防隊員著地的速度不能大于6m/s，手和腿對桿的最大壓力為1800N，手和腿與桿之間的動摩擦因數為0.5，設當地的重力加速度g＝10m/s2。假設桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動。試求：
（1）消防隊員下滑過程中的最大速度；
（2）消防隊員下滑過程中桿對地面的最大壓力；
（3）消防隊員下滑的最短的時間。
解：（1）消防隊員開始階段自由下落的末速度即為下滑過程的最大速度vm，有2gh1＝vm2
消防隊員受到的滑動摩擦力Ff＝μFN＝0.5×1800N＝900N
減速階段的加速度大�。篴2＝＝5m/s2
減速過程的位移為h2，由vm2－v2＝2a2h2
又h＝h1＋h2
以上各式聯立可得：vm＝12m/s
（2）以桿為研究對象得：FN＝Mg＋Ff＝2900N
根據牛頓第三定律得，桿對地面的最大壓力為2900N
（3）最短時間為tmin＝＋＝2.4s
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

消防隊員為縮短下樓的時間，往往抱著豎直的桿直接滑下．假設一名質量為60kg、訓練有素的消防隊員從七樓（即離地面18m的高度）抱著豎直的桿以最短的時間滑下．已知桿的質量為200kg，消防隊員著地的速度不能大于6m/s，手和腿對桿的最大壓力為1 800N，手和腿與桿之間的動摩擦因數為0.5，設當地的重力加速度g=10m/s2．假設桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動．試求：
（1）消防隊員下滑過程中的最大速度；
（2）消防隊員下滑過程中桿對地面的最大壓力；
（3）消防隊員下滑的最短的時間．

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（12分）消防隊員為縮短下樓的時間，往往抱著豎直的桿直接滑下．假設一名質量為60 kg、訓練有素的消防隊員從七樓(即離地面18 m的高度)抱著豎直的桿以最短的時間滑下．已知桿的質量為200 kg，消防隊員著地的速度不能大于6 m/s，手和腿對桿的最大壓力為1 800 N，手和腿與桿之間的動摩擦因數為0.5，設當地的重力加速度g＝10 m/s2.假設桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動．試求：

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訓練有素的消防隊員從七樓(即離地面18 m的高度)抱著豎直的桿以最短的時間滑下．已
知桿的質量為200 kg，消防隊員著地的速度不能
大于6 m/s，手和腿對桿的最大壓力為1800 N，手和腿與桿之間的動摩擦因數為0.5，設
當地的重力加速度 g＝10 m/s2.假設桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動．試求：
(1)消防隊員下滑過程中的最大速度；
(2)消防隊員下滑過程中桿對地面的最大壓力；
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