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,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,则等于多少?


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)  (2分)

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