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精英家教网滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱.如图所示是滑板运动的轨道,AB和CD是两段光滑圆弧形轨道,BC是一段长7m的水平轨道.一运动员从AB轨道上的P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零.已知运动员的质量50kg,h=1.4m,H=1.8m.(g=10m/s2) 求:
(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?
(2)运动员与BC轨道间的动摩擦因数?
分析:运动员从P点滑至B点时,只有重力做功,根据机械能守恒求解运动员第一次经过B、C点时的速度;
运动员由P滑至D过程中,运用动能定理求解动摩擦因数.
解答:解:以水平轨道为零势能面.
(1)根据机械能守恒定律:
1
2
m
v
2
p
+mgh=
1
2
m
v
2
B

代入数据,解得:vB=8m/s
根据机械能守恒定律:
1
2
m
v
2
c
=mgH
,
代入数据,解得:vc=6m/s
(2)由动能定律可得:-μmgs=
1
2
m
v
2
c
-
1
2
m
v
2
B

代入数据,解得:μ=0.2
答:(1)运动员第一次经过B点的速度是8m/s,C点时的速度是6m/s;
(2)运动员与BC轨道间的动摩擦因数为0.2.
点评:本题运用动能定理时,关键是灵活选择研究的过程,要抓住滑动摩擦力做功与总路程有关.
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