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2.跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用山势特点建造的一个特殊跳台.一运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖,在助滑路上获得高速后从山坡顶A点水平飞出,在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆,如图所示.已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v0=20m/s,山坡看成倾角为37°的斜面,不考虑空气阻力,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间
(2)运动员从飞出到落到斜面上的位移大小
(3)运动员落到斜面上时的速度大小.

分析 (1)运动员做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,落在B处时竖直位移与水平位移之比等于tan37°,抓住位移关系求出运动员在空中飞行的时间.
(2)通过时间求出竖直方向上的位移,结合几何关系求出位移大小.
(3)根据时间求出运动员落在B处时竖直分速度,根据速度合成求解运动员落到斜面上时的速度大小.

解答 解:(1)运动员由A到B做平抛运动,水平方向的位移为:x=v0t
竖直方向的位移为:y=$\frac{1}{2}$gt2
落在B处时有 tan37°=$\frac{y}{x}$
联立可得:t=3s
(2)由上可得 x=v0t=20×3m=60m
运动员从飞出到落到斜面上的位移大小为 s=$\frac{x}{cos37°}$=$\frac{60}{0.8}$m=75m
(3)落到斜面上时的速度大小为:v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+(gt)^{2}}$=$\sqrt{2{0}^{2}+(10×3)^{2}}$=10$\sqrt{13}$m/s.
答:(1)运动员在空中飞行的时间是3s.
(2)运动员从飞出到落到斜面上的位移大小是75m.
(3)运动员落到斜面上时的速度大小是10$\sqrt{13}$m/s.

点评 解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,明确速度偏转角与位移偏转角的区别,结合运动学公式进行求解.

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