问题 问答题

在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来,若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°,斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2

(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?

(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

(1)人在斜面上受力如图所示,建立图示坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a1

由牛顿第二定律有mgsinθ-Ff1=ma1

FN1-mgcosθ=0

又Ff1=μFN1

联立解得 a1=g(sinθ-μcosθ)=2.0m/s2

(2)根据动能定理,选取从开始到停止,

则有:mgLABsinθ-μmgL-μmgcosθLAB=0-0;

解得:LAB=50m;

答:(1)人从斜坡滑下的加速度为2m/s2

(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过50m.

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