题目内容

【题目】如图a所示的冰爬犁是北方儿童在冬天的一种游戏用具:上坐一人,双手握铁篙,向后下方用力点冰,则冰床前进如飞。在空旷的水平冰面上,有一小孩从静止开始,连续三次点冰后,爬犁沿直线继续滑行了24m后停下。某同学用v-t图像描述了上述运动过程,如图b所示。

1)求爬犁减速滑行时加速度的大小a2和运动中的最大速率vmax

2)求小孩点冰时爬犁加速度的大小a1

3)通过受力分析,说明点冰过程中爬犁加速的原因;

4)该同学把小孩每次点冰使爬犁加速的过程视为匀加速直线运动,他做了哪些近似的处理。

【答案】10.93m/s26.67m/s23.72m/s23)见解析(4)把力近似看做恒力

【解析】

1)小孩滑行时水平方向只受摩擦力的作用,做匀减速直线运动,与初速度为零的匀加速直线运动具有对称性,因此有

s2=24mt2=12-4.8s=7.2s代入上式,

可解得a2=0.93m/s2

根据

可解得运动中的最大速率vmax=6.67m/s

2)小孩点冰加速过程中速度的增大量与滑行过程中速度的减小量相等,加速的时间共计

t1=0.8s+0.8s+0.8s=2.4s

减速的时间共计

t2=1.2s+1.2s+7.2s=9.6s

根据

a1t1=a2t2

可解得小孩点冰时爬犁加速度的大小

m/s2

3)小孩和爬犁看作一个整体,小孩向后下方用力点冰,冰反过来给整体一个反作用力F,整体的受力情况如图所示。

F的水平分力大于摩擦力时,整体就向前做加速运动。(或:爬犁受到重力、冰面支持力、冰面摩擦力、小孩压力、小孩摩擦力。爬犁受到的小孩摩擦力大于冰面摩擦力,使爬犁向前加速度运动。)

4)小孩向后下方点冰时,给冰面的作用力是变化的,该同学把该力近似看作恒力,其反作用也是恒力,才可将爬犁的加速运动视为匀加速直线运动。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网