Question

4．冰壶运动是冬奥会的比赛项目，如图甲．运动员在发球区的投掷线MN将冰壶推出，使冰壶沿着中心线PO滑行，如图乙所示，以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心O的远近决定胜负，投掷线MN与营垒圆心O的距离是30m．若冰壶的质量为20kg，冰壶与冰面间的摩擦力为冰壶重力的0.015倍，用秒表记录了刚好运动到营垒圆心O处静止所用的时间为10s，则这段时间冰壶的平均速度是3m/s，克服摩擦力做功的功率为9W；停在冰面上时冰壶与冰道接触的底面积约为0.02m²，冰壶对冰面的压强是1×10⁴Pa．

Answer 1

分析 （1）知道投掷线到营垒圆心O的距离，和冰壶移动用的时间，利用速度公式v=$\frac{s}{t}$求这段时间冰壶运动的平均速度；
（2）先根据摩擦力与重力的关系求出摩擦力的大小；结合冰壶移动的距离，根据W=FS和P=$\frac{W}{t}$求出冰壶克服摩擦力做功的公率；
（3）冰壶对冰面的压力等于冰壶的重力，知道底面积（受力面积），利用压强公式p=$\frac{F}{S}$求冰壶停在冰面上时对冰面的压强．

解答 解：（1）冰壶运动的平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{30m}{10s}$=3m/s；
（2）冰壶受到摩擦力：f=0.015G=0.015mg=0.015×20kg×10N/kg=3N，
根据图示可知，15s冰壶移动的距离为30m，则这段时间冰壶克服摩擦力做的功：W=fs=3N×30m=90J，
则这段时间冰壶克服摩擦力做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{90J}{10s}$=9W；
（3）冰壶停在冰面上时对冰面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{20kg×10N/kg}{0.02{m}^{2}}$=1×10⁴Pa．
故答案为：3；9；1×10⁴．

点评 本题为力学综合题，考查了学生对速度公式、功率、压强公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识求解．