问题
计算题
(10分)水上滑板是一项非常刺激的运动,研究表明,在进行水上滑板运动时,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=" 37°" 时(题图),滑板做匀速直线运动,相应的k =" 54" kg/m,人和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率。
答案
(1)810 N (2)5 m/s (3)4 050 W
题目分析:(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
FN cos=mg ① (2分)
FN sin=F ② (1分)
由①、②联立,得: F = 810 N(2分)
(2) 如图可知: FN =
FN = kv2 (1分)
得:v ==" 5" m/s(2分)
(3)水平牵引力的功率:P =" Fv" =" 4" 050 W(2分)