题目内容
在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动.如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下,斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数为μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2. (
,
)
(1)若斜坡倾角θ=37°,人和滑块的总质量为m=60kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小.
(2)若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为
,为确保人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,对高度应有怎样的要求?
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解析:(1)在斜坡上下滑时,由牛顿第二定律得,
①(1分)
②(1分)
③(1分)
解①②③得,
(1分)(2)设斜坡倾角为
,斜坡的最大高度为
,滑至底端时的速度
④(2分)
沿BC段前进时的加速度
⑤(1分)
沿BC段滑行的距离
⑥(1分)
为确保安全要求,则
⑦(2分)
④⑤⑥⑦联立解得
,故斜坡的高度不应超过
.(2分)
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