题目内容
在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动.如图3-2-17所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若某人和滑板的总质量m=60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°,斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,g取10 m/s2.![]()
图3-2-17
(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大长度为L=20.0 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解析:(1)人和滑板视为整体,在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用而做匀加速运动,由牛顿第二定律,mgsin37°-μmgcos37°=ma解得下滑的加速度a=g(sin37°-μcos37°)=2.0 m/s2.
(2)设允许从斜坡滑下的最大长度为s,且到达B处的速度为vB,有vB2=2as ①
在水平滑道上运动时,做匀减速运动,a′=μg=5 m/s2,则vB2=2a′L ②
解①②式得s=
L=50.0 m.
答案:(1)2.0 m/s2 (2)50.0 m
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