问题
填空题
如图,滑雪运动员由静止开始经过一段1/4圆弧形滑道滑行后,从弧形滑道的最低点O点水平飞出,经过3s时间落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员与滑雪板的总质量巩=50kg.不计空气阻力,求:(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2,忽略弧形滑道的摩擦)
(1)在O点时滑雪板对滑道的压力大小;
(2)运动员经过O点时的速度大小.
答案
(1)运动员在弧形轨道运动过程机械能守恒
mgR=
mv21 2
在最低点由牛顿第二定律得
FN-mg=mv2 R
两式联立解得FN=3mg=1500N
由牛顿第三定律可知,滑板对轨道的压力大小为F′N=1500N
(2)运动员在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,则有
x=v0t
h=
gt21 2
又
=tan37°h x
三联式解得:v0=20m/s
答:(1)在O点时滑雪板对滑道的压力大小是1500N;
(2)运动员经过O点时的速度大小是20m/s.