问题 问答题

滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时如图,滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin 37°取0.6,忽略空气阻力):

(1)水平牵引力的大小;

(2)滑板的速率.

答案

(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示

由共点力平衡条件可得

FNcosθ=mg   ①

FNsinθ=F    ②

由①、②联立,得

F=810N

即水平牵引力的大小810N.

(2)由①式

FN=

mg
cosθ

根据题意

FN=kv2

v=

mg
kcosθ
=5m/s

即滑板的速率为5m/s.

答:(1)水平牵引力的大小为810N.

(2)滑板的速率为5m/s.

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