题目内容

如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止,人与雪橇的总质量为70kg,表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题(g=10m/s2):
位置 A B C
速度(m/s) 2.0 12.0 0
时刻(s) 0 4 10
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小.
(3)人与雪橇从B到C的过程中,求阻力的平均功率.
分析:(1)根据动能与重力势能之和等于机械能,从而可求出A到B过程中的机械能减小量;
(2)根据运动学公式,可求出加速度大小;再由牛顿第二定律,即可求解;
(3)根据功率表达式,即可求解.
解答:解:(1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为
△E=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
m
v
2
A
-mghA

代入数据,解得:△E=9100J                                     
(2)人与雪橇在BC段做减速运动,根据运动学公式可得,
减速的加速度大小a=
vC-vB
△t

代入数据,可解得:a=2m/s2  
由牛顿第二定律得
f=ma
代入数据,可解得:f=140N                         
(3)人与雪橇从B到C的过程中,
由功率表达式可知,
.
P
=-f
.
v

代入数据,可解得
.
P
=-840W

答:(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为9100J;
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,则阻力大小140N.
(3)人与雪橇从B到C的过程中,则阻力的平均功率840W.
点评:考查动能与重力势能统称为机械能,突出重力势能的参考平面,理解运动学公式与牛顿第二定律的综合应用,同时掌握功率的表达式.
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