题目内容

如图所示,ABC是一雪道,AB段为长L = 80m倾角θ =37°的斜坡,BC段水平,AB与BC平滑相连。一个质量m =75kg的滑雪运动员,从斜坡顶端以v0=2.0m/s的初速度匀加速滑下,经时间t = 5.0s 到达斜坡底端B点。滑雪板与雪道间的动摩擦因数在AB段和BC段均相同。取g = 10m/s2。(sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)。求:
(1)运动员在斜坡上滑行时加速度的大小a;
(2)滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ;
(3)运动员滑上水平雪道后,在t' = 2.0s内滑行的距离x。
解:(1)根据,解得 a =5.6m/s2
(2)在斜坡上运动员受力如图所示
建立如图所示的直角坐标系,根据牛顿第二定律,
x方向:mgsinθ-Ff = ma
y方向:FN-mgcosθ = 0
摩擦力:Ff = μFN
解得:μ = 0.05
(3)运动员滑到B点时的速度vB = v0 + at = 30m/s
在水平雪道上运动员受力如图所示,
设运动员的加速度为a' 建立如图所示的直角坐标系,
根据牛顿第二定律,
x方向:-μF'N = ma'
y方向:F'N -mg = 0
根据,解得 x = 59m。
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