题目内容

【题目】哈尔滨第24届世界大学生冬运会某滑雪道为曲线轨道,滑雪道长s=2.5×103m,竖直高度h=720m,运动员从该滑道顶端由静止开始滑下,经t=200s到达滑雪道底端时速度v=30m/s,人和滑雪板的总质量m=80kg,g取10m/s2 , 求人和滑雪板

(1)到达底端时的动能
(2)在滑动过程中重力做功的功率
(3)在滑动过程中克服阻力做的功.

【答案】
(1)

解:达到底端的动能:


(2)

解:在滑动过程中,重力做功:

WG=mgh=800×720J=576000J,

则重力的功率为:

P= =


(3)

解:根据动能定理得:

mgh﹣ ﹣0

代入数据解得:Wf=5.4×105J


【解析】(1)根据动能的表达式求出人和滑雪板到达底端的动能;(2)根据下降的高度求出重力做功的大小,从而结合平均功率的公式求出重力做功的功率;(3)根据动能定理,求出在滑动过程中克服阻力做功的大小.
【考点精析】掌握动能定理的综合应用是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.

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