题目内容

12.如图,跳台滑雪运动员(可视为质点)经过一段加速滑行后从O点水平飞出,落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,测得A点与O点的距离L=12m,斜坡与水平面的夹角θ=37°.运动员的质量m=50kg.不计空气阻力.(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10m/s2)求
(1)运动员从O点水平飞出后到达A点所用的时间t
(2)运动员离开O点时的速度v0大小
(3)运动员从O点水平飞出后到达与斜坡之间的距离最大处所用的时间t′.

分析 根据竖直位移求出运动员从O点水平飞出后到达A点的时间,根据水平位移和时间求出运动员离开O点的速度大小.当运动员的速度方向与斜面平行时,距离斜面的距离最大,结合平行四边形定则求出竖直分速度,根据速度时间公式求出运动的时间.

解答 解:(1)根据$Lsin37°=\frac{1}{2}g{t}^{2}$得,运动员运动的时间t=$\sqrt{\frac{2Lsin37°}{g}}=\sqrt{\frac{2×12×0.6}{10}}s=1.2s$,
(2)运动员离开O点的速度${v}_{0}=\frac{Lcos37°}{t}=\frac{12×0.8}{1.2}m/s=8m/s$.
(3)当运动员的速度方向与斜面平行时,离斜面最远,
根据平行四边形定则知,此时的竖直分速度vy=v0tan37°=8×0.75m/s=6m/s,
则所用的时间$t′=\frac{{v}_{y}}{g}=\frac{6}{10}s=0.6s$.
答:(1)运动员从O点水平飞出后到达A点所用的时间为1.2s;
(2)运动员离开O点时的速度v0大小为8m/s;
(3)运动员从O点水平飞出后到达与斜坡之间的距离最大处所用的时间t′为0.6s.

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解,知道速度方向与斜面平行时,离斜面最远.

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