问题
计算题
一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下(如图所示),山坡的倾角θ=30°,滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04,求5s内滑下来的路程和5s末的速度大小。
答案
解:以滑雪人为研究对象,受力情况如图所示
研究对象的运动状态为:垂直于山坡方向,处于平衡;沿山坡方向,做匀加速直线运动。将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向,据牛顿第二定律列方程:
FN-mgcosθ=0 ①
mgsinθ-Ff=ma ②
又因为Ff=μFN ③
由①②③可得:a=g(sinθ-μcosθ)
故x=at2=
g(sinθ-μcosθ)t2 =
×10×(
-0.04×
)×52m=58m
v=at=10×(-0.04×
)×5m/s=23.3m/s