题目内容

2010年2月在加拿大温哥华举行的第2l届冬季奥运会上,冰壶运动再次成为人们关注的热点,中国队也取得了较好的成绩.如图,假设质量为m的冰壶在运动员的操控下,先从起滑架A点由静止开始加速启动,经过投掷线B时释放,以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下.已知AB相距L1,BO相距L2,冰壶与冰面各处动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.

(1)求冰壶运动的最大速度vm.
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W是多少?
(3)若对方有一只冰壶(冰壶可看作质点)恰好紧靠营垒圆心处停着,为将对方冰壶碰出,推壶队员将冰壶推出后,其他队员在BO段的一半长度内用毛刷刷冰,使动摩擦因数变为μ.若上述推壶队员是以与原来完全相同的方式推出冰壶的,结果顺利地将对方冰壶碰出界外,求运动冰壶在碰前瞬间的速度v.
【答案】分析:研究冰壶从B点到O点的过程,运用牛顿第二定律和运动学公式求解.
运用动能定理研究A到B的过程,求解AB段运动员水平推冰壶做的功.
解答:解:(1)对冰壶在B→0段,由速度位移公式:
0-vm2=-2aL2    
又a==μg
联立解出vm=
(2)在A→B段,对冰壶由动能定理得:
W-μmgL1=-0
结合vm=,
解出W=μmg(L1+L2)
(3)从B→O段,由动能定理得:
-μmg-mg=-
将vm=代入,
解出v=
答:(1)冰壶运动的最大速度为.
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功为μmg(L1+L2).
(3)运动冰壶在碰前瞬间的速度为.
点评:能够针对求解的问题选择适当的研究过程.
动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求功.
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