问题
计算题
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O。为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004。在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g取10m/s2)
答案
解:设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S1,所受摩擦力的大小为f1;在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S2,所受摩擦力的大小为f2。则有
S1+S2=S ①,式中S为投掷线到圆心O的距离
②, ③
设冰壶的初速度为v0,由功能关系,得 ④
联立以上各式,解得 ⑤
代入数据得 ⑥