题目内容
滑板运动已成为青少年所喜爱的一种体育运动,如图10所示小明同学正在进行滑板运动。图中AB段路面是水平的,BCD是一段R=20 m的拱起的圆弧路面,圆弧的最高点C比AB高出h=1.25 m。已知人与滑板的总质量为M=60 kg。小明自A点由静止开始运动,在AB路段他单腿用力蹬地,到达B点前停止蹬地,然后冲上圆弧路段,结果到达C点时恰好对地面压力为零,不计滑板与各路段之间的摩擦力及经过B点时的能量损失(g取10 m/s2)。求:
(1)小明到达C点的速度;
(2)小明在AB段所做的功。
图10
解析:(1)人和滑板在半径为R的圆周上做圆周运动,处于圆周轨道的最高点时所受重力提供向心力,设滑行到C点时的速度为vC,根据牛顿第二定律
Mg=M得vC=10 m/s。
(2)人和滑板从水平面运动到C的过程中,根据机械能守恒定律得
MvB2=MvC2+Mgh
解得vB=15 m/s
则W=MvB2=6 750 J。
答案:(1)10 m/s (2)6 750 J
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