题目内容
水上滑板是一项非常刺激的运动,研究表明,在进行水上滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角= 37° 时(题图),滑板做匀速直线运动,相应的k = 54 kg/m,人和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率。
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解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示
由共点力平衡条件可得
FN cos = mg ①……(2分)
FN sin = F ②……(1分)
由①、②联立,得
F = 810 N…………………(2分)
(2)FN =![]()
FN = kv2…………(1分)
得v =
= 5 m/s………(2分)
(3)水平牵引力的功率
P = Fv = 4 050 W………(2分)
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