题目内容
【题目】如图是某少年进行滑板训练时的示意图。滑板原来静止在水平地面某处,少年以某一水平初速度跳上滑板,之后与滑板一起以v=2.0m/s的速度开始沿水平地面向左滑行,经过x=20m的距离后停下。此后少年又从滑板上水平向左跳出,滑板变成向右滑行,返回出发点时恰好停下。已知滑板的质量m=4kg,少年的质量M=40kg,滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比。求:
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(1)少年与滑板一起滑行过程受到的路面阻力大小;
(2)少年跳上滑板时的水平初速度v1大小和跳离滑板时的水平速度v2大小。
【答案】(1)
(2)
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【解析】
少年与滑板一起滑行过程,做匀减速运动,由动能定理求得路面阻力大小;少年跳上滑板,系统动量守恒,根据动量守恒求得滑板时的水平初速度;少年跳离滑板,滑板返回出发点时恰好停下,由动能定理求得跳离滑板时的水平速度;
解:(1)少年与滑板一起滑行过程,由动能定理则有:![]()
代入数据解得路面阻力大小:![]()
(2) 少年跳上滑板,系统动量守恒,则有:![]()
代入数据解得滑板时的水平初速度:![]()
少年跳离滑板,系统动量守恒,则有: ![]()
滑板返回出发点时恰好停下,由动能定理则有:![]()
根据题意有:![]()
代入数据解得跳离滑板时的水平速度:![]()
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