题目内容
【题目】在滑雪运动中当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦,然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由变为.一滑雪者从倾角的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B (B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长,取, ,求:
(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)滑雪者到达B处的速度;
(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离。
【答案】1s 99.2m
【解析】试题分析:(1)设滑雪者质量为m,滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4m/s期间,由牛顿第二定律有:mgsin37°-μ1mgcos37°=ma1
解得:a1=4m/s2
故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间:
(2)则根据牛顿定律和运动学公式有:x1=a1t2
mgsin37°-μ2mgcos37°=ma2
x2=L-x1代入数据解得:vB=16m/s
(3)设滑雪者速度由vB=16m/s减速到v1=4m/s期间运动的位移为x3,速度由v1=4m/s减速到零期间运动的位移为x4,则由动能定理有:
所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为:x=x3+x4=99.2m.
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