问题 问答题

小象霍顿来到瑞士阿尔卑斯山进行滑雪体验,小象从高h=10m的斜坡坡顶由静止滑下,如果小象在下滑过程中受到的阻力F=500N,斜坡的倾角θ=30°,已知小象质量m=500kg,求:

(1)小象滑至坡底的过程中,小象所受合力做的功;

(2)小象滑至坡底时,小象的速度大小及重力的瞬时功率.

答案

合外力做功为

W=mgh-F

h
sin30°
=500×10×10-500×
10
1
2
J=4×104J;

(2)下滑的加速度为mgsin30°-F=ma

a=gsin30°-

F
m
=10×
1
2
-
500
500
m/s2
=4m/s2

斜面的长度为L=

h
sin30°
=2h=20m

2aL=v2

v=

2aL
=
2×4×20
m/s=4
10
m/s

重力功率为P=mgvcos60°=500×10×4

10
×0.5W=
10
×104W

答:(1)小象滑至坡底的过程中,小象所受合力做的功4×104J

(2)小象滑至坡底时,小象的速度大小及重力的瞬时功率

10
×104W.

单项选择题
单项选择题