冬季有一種雪上“俯式*橇”滑溜運動,運動員從起跑線推着*橇加速一段相同距離,再跳上*橇自由滑行,滑行距離最遠者...
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問題詳情:
冬季有一種雪上“俯式*橇”滑溜運動,運動員從起跑線推着*橇加速一段相同距離,再跳上*橇自由滑行,滑行距離最遠者獲勝,運動過程可簡化為如圖所示的模型,某一質量m=20 kg的*橇靜止在水平雪面上的A處,現有質量M=60 kg的運動員,用與水平面成θ=37°角的恆力F=200 N斜向下推動*橇,使其沿AP方向一起做直線運動,當*橇到達P點時運動員迅速跳上*橇與*橇一起運動(運動員跳上*橇瞬間,運動員和*橇的速度不變).已知AP距離為s=12 m,*橇與雪面間的動摩擦因數為0.2,不計*橇長度和空氣阻力.(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)*橇在AP段運動時的加速度大小;
(2)*橇從A到P的運動時間;
(3)*橇從P點開始滑行的距離.
【回答】
解析:(1)對*橇由牛頓第二定律得Fcos θ-μ(mg+Fsin θ)=ma1,解得a1=4.8 m/s2.
(2)由s=a1t12,解得t1= s.
(3)*橇在P點的速度為vP=a1t1,在減速階段由牛頓第二定律解得:
μ(m+M)g=(m+M)a2
解得a2=2 m/s2.
滑行的距離為:l=
解得:l=28.8 m.
*:(1)4.8 m/s2 (2) s (3)28.8 m
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題