题目内容
滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性。如图所示,
为同一竖直平面内的滑行轨道,其中
段水平,
、
和
段均为倾角
37°的斜直轨道,轨道间均用小圆弧平滑相连(小圆弧的长度可忽略)。已知
m,
m,
m,
m,设滑板与轨道之间的摩擦力为它们间压力的
倍(
=0.25),运动员连同滑板的总质量
=60 kg。运动员从
点由静止开始下滑从
点水平飞出,在
上着陆后,经短暂的缓冲动作后保留沿斜面方向的分速度下滑,接着在
轨道上来回滑行,除缓冲外运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取
=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
1.运动员从
点水平飞出时的速度大小
;
2.运动员在
上着陆时,沿斜面方向的分速度大小
;
3.设运动员第一次和第四次滑上
轨道时上升的最大高度分别为
和
,则
等于多少?
1.5m/s
2.10m/s
3.1/64
解析:1)设运动员从a点到c点的过程中克服阻力做功Wf,根据动能定理
① (2分)
② (2分)
③ (1分)
由①、②、③式并代入数据,
解得 ④ (1分)
水平位移 ⑤ (1分)
竖直位移 ⑥ (1分)
由几何关系 ⑦ (1分)
水平方向分速度 ⑧ (1分)
竖直方向分速度 ⑨ (1分)
⑩ (1分)
由④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩式并代入数据,
解得 (11) (2分)
(若求出在de上着陆的速度为,给1分)
(3)设运动员第一次沿ed斜面向上滑的最大速度为,根据功能关系
(12) (2分)
解得 (13) (1分)
同理可得,运动员第二次沿ef斜面向上滑的最大高度
(14) (1分)
以此类推,运动员第四次沿ef斜面向上滑的最大高度
解得 (15)