问题
计算题
(2012年2月重庆八中检测)如图所示,可视为质点的总质量(包括装备)为m=60kg的滑板运动员,从高为H=15m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑,在点进入光滑的四分之一圆弧BC,圆弧BC半径为R=5m,运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动,经时间t=2s后又落回轨道。若运动员经C点后在空中运动时只受重力,轨道AB段粗糙、BC段光滑。g=10m/s2。
求:(1)运动员在C点的速度和离开C点可上升的高度。
(2)运动员(包括装备)运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力大小。
(3)从A点到B点,运动员损失的机械能。
答案
(1)5m(2)3000N(3)3000J
(1)运动员在C点的速度=10m/s,
离开C点可上升的高度h= =5m。
(2)设运动员运动到圆轨道最低点B时速度为v2,对运动员从到:
(2分)
在最低点B,由牛顿第二定律,F-mg=m,
解得:F=3000N。
由牛顿第三定律,运动员对轨道的压力大小F’=F=3000N。
(3)从A点到B点,由能量守恒定律,运动员损失的机械能:
△E==3000J。