题目内容

在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动.如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若某人和滑板的总质量m=60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角=37°.斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.

试求:

(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?

(2)若出于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案:
解析:

  解(1)人和滑板在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用而做匀加速运动,根据牛顿第二定律:

  mgsin37°-μmgcos37°=ma(4分)

  解得下滑的加速度为m/s2a=g(sin37°-μcos37°)=2.0 m/s2

  (2)设允许斜坡的最大长度为s,根据动能定理,在整个过程中,滑板的初、末动能都为零,即

  mgssin37°-μmgcos37°-μmgL=0(4分)

  解得:(2分)


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