题目内容

8.冰壶运动是在水平冰面上进行的体育项目,运动场地示意图如下.在第一次训练中,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线上的A处放手,让冰壶以一定的速度沿虚线滑出,冰壶沿虚线路径运动了s=28.9m,停在圆垒内的虚线上.已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ=0.02,重力加速度大小为g=10m/s2.
(1)运动员在投掷线A处放手时,冰壶的速度是多大?
(2)在第二次训练中,该运动员在投掷线A处放手让冰壶以同样的速度滑出,同时,多名擦冰员用毛刷不断地擦冰壶运行前方的冰面,冰壶沿虚线路径比第一次多走了s'=5.1m停下.假设用毛刷擦冰面后,被擦冰面各处粗糙程度相同,求冰壶与被擦冰面间的动摩擦因数.

分析 (1)放手后,根据牛顿第二定律求得冰壶在水平面上运动的加速度,利用速度位移公式求得放手时的速度;
(2)根据速度位移公式求得滑行过程中的加速度,利用牛顿第二定律求得摩擦因数

解答 解:(1)第一次训练中,设冰壶离手时的速度为v0,加速度为a,以冰壶运动方向为正方向,根据匀变速直线运动的速度-位移公式:$0-v_0^2=2as$
设冰壶质量为m,冰壶沿水平方向只受摩擦力作用,根据牛顿第二定律:-μmg=ma
联立解得:$v_0^{\;}=\sqrt{2μgs}$
代入数据求得:v0=3.4m/s
(2)设冰壶与被擦后的冰面之间的动摩擦因数为μ',同理可得:$v_0^{\;}=\sqrt{2μ'g(s+s')}$
联立③⑤解得:$μ'=\frac{s}{s+s'}μ$
代入数据求得:μ'=0.017
答:(1)运动员在投掷线A处放手时,冰壶的速度是3.4m/s
(2)冰壶与被擦冰面间的动摩擦因数为0.017

点评 本题主要考查了了牛顿第二定律和运动学公式,抓住加速度是解决问题的中间桥梁即可求得

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