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精英家教网如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图,整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道DE,以及水平的起跳平台CD组成,AB与CD圆滑连接.运动员由助滑雪道AB上由静止开始,在重力作用下滑到D点水平飞出,不计飞行中的空气阻力,经2s在水平方向飞行了60m,落在着陆雪道DE上,已知从B点到D点运动员的速度大小不变,(g=10m/s2),则
(1)若不计摩擦阻力,求运动员在AB段下滑过程中下降的高度.
(2)若运动员的质量为60Kg,在AB段下降的实际高度是50m,其他条件不变,求运动员克服阻力做的功.
分析:(1)运动员从D点开始做的是平抛运动,根据人在水平方向上的运动可以求得平抛的初速度的大小,即为在AB段下滑到B点的速度大小,人在下滑的过程中,根据机械能守恒可以用求得下滑时的高度的大小;
(2)根据能量守恒或动能定理可以求得过程中人克服阻力所做的功.
解答:解:(1)运动员从D点飞出时的水平速度,v=
Sx
t
=30m/s

下滑过程中机械能守恒,有mgh=
1
2
mv2

下降的高度h=
v2
2g
=45
m        
(2)由动能定理,mgH-Wf=
1
2
mv2

则运动员克服阻力做功Wf=3000J   
答:(1)若不计摩擦阻力,运动员在AB段下滑过程中下降的高度为45m.
(2)若运动员的质量为60Kg,在AB段下降的实际高度是50m,其他条件不变,则运动员克服阻力做的功为3000J.
点评:物体做平抛运动,我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解,两个方向上运动的时间相同.
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