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倾斜雪道的长为25m,顶端高为15m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相...

倾斜雪道的长为25m,顶端高为15m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图所示.一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v=8m/s飞出,在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起.除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2,求:(g取10m/s2
(1)运动员飞行时间  
(2)运动员刚落到倾斜雪道上时的速度大小
(3)在水平雪道上滑行的距离.

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(1)运动员飞出后做平抛运动,水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,由位移公式分别列出水平位移x和竖直位移y与时间的关系式,再结合y=xtanθ=x,求出时间. (2)由速度公式分别求出水平和竖直两个方向的分速度,由速度合成求出运动员刚落到倾斜雪道上时的速度大小. (3)由几何知识求出运动员在斜面上落点到水平地面的高度,根据功能关系求出运动员在水平雪道上滑行的距离. 【解析】 (1)运动员飞出后做平抛运动,则有  x=vt  y= 又y=xtanθ=x 联立解得,t=1.2s (2)运动员刚落到斜面时的水平方向分速度:   vx=8m/s 竖直方向分速度vy=gt 刚落到斜面时的速度大小为   v==4m/s (3)落点坐标为  x1=vt=9.6m 落点到斜面顶端的距离为 s1==12m 落地点距地面的距离为 h1=(L-s1)sinθ=7.8m 运动员沿斜面的速度大小为 v′=vxcosθ+vysinθ=13.6m/s 设运动员在水平雪道上运动的距离为s2,由功能关系得    mgh1+=μmgcosθ(L-s1)+μmgs2 解得,s2=74.8m 答: (1)运动员飞行时间为1.2s. (2)运动员刚落到倾斜雪道上时的速度大小是4m/s. (3)在水平雪道上滑行的距离为74.8m.
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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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