题目内容

滑雪者能在软绵绵的雪地上高速奔驰,是因为白雪里充满了空气,当滑雪板压在雪地上时会把雪地里的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的气垫,从而大大的减少了雪地对滑雪板的摩擦。然而,当滑雪板的速度相对雪地的速度较小时,与雪地接触的时间超过某一值就会陷下去,使他们的摩擦增大。假设滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由0.25变为0.125。一个滑雪者从倾角为θ = 37°的坡顶A由静止开始自由下滑,滑至坡底B后,又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图。不计空气阻力,坡长为LAB =26m,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求

(1) 滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间;

(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。

(1)刚刚开始下滑时a1=gsin3701gcos370=4m/s2     (2分)

在坡上加速到V1 = 4m/s的速度用时:

t=V1/a1=1s    (3分)

(2)在这个时间内通过的位移为s=

之后在坡面上的加速度为a2=gsin3702gcos370=5m/s2

运动到坡底的时间满足: 

代入数值得:  t=2.4s

到达B的速度为:VB=V1+a2t=16m/s    (5分)

(3)到地面上做加速度为a32g=1.25m/s2的匀减速运动,当速度减小到4m/s时,耗时为:

这段时间内通过的位移为: (2分)

之后的匀减速运动的加速度为a41g=2.5m/s2

至停止通过的位移为:     (2分)

所以在雪地上总的位移为S=96+3.2=99.2m    (1分)

用其它方法解答,答案正确同样给分。

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