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如图所示,总质量为m=75kg的滑雪者以初速度v=8m/s沿倾角为θ=37°的斜...

如图所示,总质量为m=75kg的滑雪者以初速度v=8m/s沿倾角为θ=37°的斜面向上自由滑行,已知雪橇与斜面问动摩擦因数μ=0.25,假设斜面足够长.不计空气阻力.试求:
(1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离.
(2)若滑雪者滑至最高点后掉转方向向下自由滑行,求他滑到起点时的速度大小.

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(1)滑雪者向上做匀减速直线运动,对他受力分析,得到加速度,然后由匀变速位公式可以得到上滑的距离. (2)向下自由滑行做匀加速直线运动,然后受力分析,得到加速度,最后还是由匀变速直线公式求速度. 【解析】 (1)上滑过程中对人进行受力分析,滑雪者受重力mg,弹力FN,摩擦力f,并设滑雪者的加速度为a1,受力如图 根据牛顿第二定律有: mgsinθ+f=ma1,a1 的方向沿斜面向下.           ① 由平衡关系有:FN=mgcosθ                        ② 根据动摩擦定律有:f=μFN                          ③ 由以上各式解得:a1=g(sinθ+μcosθ)=8m/s       ④ 滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动,减速到零的位移为:   ⑤ 即滑雪者上滑的最大距离为4m (2)滑雪者沿斜面下滑时,滑雪者收到的摩擦力沿斜面向上,受力如图 设加速度大小为a2 根据牛顿第二定律有: mgsinθ-f=ma2              ⑥ 由平衡关系有:FN=mgcosθ                  ⑦ 根据动摩擦定律有:f=μFN                         ⑧ 由以上各式解得:  ⑨ 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动,滑到出发点的位移为:x=4m/s 则滑雪者再次回到起点的速度为:   ⑩ 答:(1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离4m     (2)滑雪者再次回到起点的速度为5.7m/s
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考点分析:
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B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响,可以把木板D的右端适当垫高
C.若通过作v-t图象求a,则可以更好地减小误差
D.本实验采用了控制变量的方法进行探究
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表:
次数12345
小车加速度a/m•s-21.251.000.800.500.40
小车质量m/mg0.4000.5000.6251.0001.250
小车质量的倒数manfen5.com 满分网/kg-12.52.01.61.00.8
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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