题目内容
万众瞩目的2010年冬奥会在温哥华隆重举行，冬奥会中的各种运动项目含有许多物理知识，请回答下列问题：
如图1是高山滑雪的运动赛场，当滑雪运动员从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘，软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？白雪内有很多小孔，小孔内充满空气，踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行．然而，这层气垫只能维持一段很短的时间，如果滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去．
（1）为什么滑雪板可以轻易在雪地上滑行？
（2）若滑雪板的长1.5m，宽12cm，滑雪者的速度最小为多大时，他才不会在雪地上下沉？
（3）冰壶比赛场如图2所示，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的滑动摩擦力减小．若冰壶与冰面间的滑动摩擦力为f1=1.6N，用毛刷擦冰面后滑动摩擦力减小为原来的一半．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以40J的动能沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/S2去掉）
如图1是高山滑雪的运动赛场，当滑雪运动员从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘，软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？白雪内有很多小孔，小孔内充满空气，踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行．然而，这层气垫只能维持一段很短的时间，如果滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去．
（1）为什么滑雪板可以轻易在雪地上滑行？
（2）若滑雪板的长1.5m，宽12cm，滑雪者的速度最小为多大时，他才不会在雪地上下沉？
（3）冰壶比赛场如图2所示，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的滑动摩擦力减小．若冰壶与冰面间的滑动摩擦力为f1=1.6N，用毛刷擦冰面后滑动摩擦力减小为原来的一半．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以40J的动能沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/S2去掉）
分析：（1）减小摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，用滚动代替滑动，使接触面脱离．
（2）知道时间和长度，根据速度公式，求出速度．
（3）冰壶C在投掷线中点处滑出后，摩擦力对它做负功，根据动能定理，加上位移关系可以解出运动员用毛刷擦冰面的长度．
（2）知道时间和长度，根据速度公式，求出速度．
（3）冰壶C在投掷线中点处滑出后，摩擦力对它做负功，根据动能定理，加上位移关系可以解出运动员用毛刷擦冰面的长度．
解答：解：（1）滑雪板可以轻易在雪地上滑行，滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦；
（2）滑雪者的最小速度：v=
=
=1.5m/s；
（3）设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s1，所受摩擦力的大小为f1；
在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s2，所受摩擦力的大小为f2．
则有s1+s2=s，式中s为投掷线到圆心O的距离．
则f1=μ1mg，f2=μ2mg，
设冰壶的初速度为v0，由动能定理，得-f1s1-f2s2=0-
mv02
联立以上各式，解得：s2=
，
代入数据得s2=10m．
答：（1）滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦；
（2）滑雪者的速度最小为1.5m/s时，他才不会在雪地上下沉；
（3）运动员用毛刷擦冰面的长度应为10m．
（2）滑雪者的最小速度：v=
| s |
| t |
| 1.5m |
| 1s |
（3）设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s1，所受摩擦力的大小为f1；
在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s2，所受摩擦力的大小为f2．
则有s1+s2=s，式中s为投掷线到圆心O的距离．
则f1=μ1mg，f2=μ2mg，
设冰壶的初速度为v0，由动能定理，得-f1s1-f2s2=0-
| 1 |
| 2 |
联立以上各式，解得：s2=
2μ1gs-
| ||
| 2g(μ1-μ2) |
代入数据得s2=10m．
答：（1）滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦；
（2）滑雪者的速度最小为1.5m/s时，他才不会在雪地上下沉；
（3）运动员用毛刷擦冰面的长度应为10m．
点评：（1）本题考查了学生对减小摩擦力的方法、速度计算等．
（2）当涉及力在空间的累积效应时，优先考虑动能定理．对于多过程问题，关键寻找各过程之间的联系，列关系式．
（2）当涉及力在空间的累积效应时，优先考虑动能定理．对于多过程问题，关键寻找各过程之间的联系，列关系式．
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