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水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度...

水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=6.0m,倾角θ=37°.水平槽BC长d=2.0m,BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10.取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,求:
(1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;
(2)小朋友滑到C点时速度的大小υ;
(3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小x.

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(1)对小朋友进行受力分析,根据牛顿第二定律可求出下滑时的加速度; (2)选取小朋友从A滑到C的过程,可以根据动能定理求出C点的速度; (3)从C点滑出时,小朋友做平抛运动,可以根据高度求出运动的时间,再根据水平方向做匀速直线运动求出水平位移. 【解析】 (1)小朋友沿AB下滑时,受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得:          又 Ff=μFN,FN=mgcosθ        得小朋友沿AB下滑时加速度的大小为:a=gsinθ-μgcosθ=5.2 m/s2     (2)小朋友从A滑到C的过程中,根据动能定理得:        得小朋友滑到C点时速度的大小  v=10 m/s      (3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友做平抛运动,设此过程经历的时间为t,        小孩在水平方向的位移x=vt解得:x=4.0m. 答:(1)小朋友沿AB下滑时加速度的大小为5.2 m/s2;(2)小朋友滑到C点时速度的大小为10 m/s;     (3)从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小为4m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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