题目内容
(2010 · 北京海淀模拟)如图所示,水上滑梯由斜槽AB和水平槽BC构成,AB与BC圆滑连接,斜槽AB的竖直高度H=15m,BC面高出水面的距离h=0.80m。一个质量m=50kg的游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下,g取10m/s2。
(1)若忽略游戏者下滑过程中所受的一切阻力,求游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到斜槽底端B点的速度大小;
(2)若由于阻力的作用,游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到达滑梯末端C点时的速度大小vC=15m/s,求这一过程中游戏者克服阻力做的功;
(3)若游戏者滑到滑梯末端C点以vC=15m/s的速度水平飞出,求他从C点水平飞出到落入水中时,他在空中运动过程中水平方向的位移。
答案:(1)vB=17m/s (2)1.9×103J (3)6.0m
(1)设游戏者滑至B点的速度为vB,游戏者在下滑过程中机械能守恒有:
mgH=
解得:vB=17m/s(写成10 m/s,17.3 m/s均得分)
(2)设游戏者克服阻力做功为Wf,根据能量关系有: mgH-Wf=
解得:Wf =mgH-=1.9×103J(说明:1875J同样得分。)
(3)根据运动学公式,游戏者从C点飞出到落入水中的运动时间t==0.40s,游戏者在水平方向运动的距离x=vCt=6.0m
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