题目内容

高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O点水平飞出,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员连同滑雪板的总质量m=50kg,他落到了斜坡上的A点,A点与O点的距离s=12m,如图14所示。忽略斜坡的摩擦和空气阻力的影响,重力加速度g=10m/s2。

         (sin37°=0.60;cos37°=0.80)

         (1)运动员在空中飞行了多长时间?

         (2)求运动员离开O点时的速度大小。

         (3)运动员落到斜坡上顺势屈腿以缓冲,使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的时间内减小为零,设缓冲阶段斜坡对运动员的弹力可以看作恒力,求此弹力的大小。

(1)  1.2s       (2)8.0m/s        (3) 880N

   


解析:

(1)设运动员在空中飞行时间为t,运动员在竖直方向做自由落体运动,得

ssin37°=gt2,

         解得:                                                             t==1.2s。…………2分

                   (2)设运动员离开O点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动,即

scos37°=v0t,

         解得:                                                             v0==8.0m/s。…………2分

                   (3)运动员落在A点时沿竖直向下的速度vy的大小为

          vy=gt=12m/s   …………1分,

                   沿水平方向的速度vx的大小为              vx=8.0m/s。

                   因此,运动员垂直于斜面向下的速度vN为

                     vN=vycos37°-vxsin37°=4.8m/s。 …………1分

                   设运动员在缓冲的过程中受到斜面的弹力为N,根据动量定理

(N-mgcos37°)t=mvN,…………1分

                   解得:                                 N=mgcos37°+=880N。…………1分

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