问题 问答题

滑雪者从A点由静止沿斜面滑下,经一平台水平飞离B点,地面上紧靠着平台有一个水平台阶,空间几何尺度如图所示、斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为μ,假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动,且速度大小不变.求:

(1)滑雪者离开B点时的速度大小;

(2)滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s.

答案

(1)设滑雪者质量为m,斜面与水平面夹角为θ,滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功

w=μmgcosθ•s+μmg(L-scosθ)=μmgL     

由动能定理 mg(H-h)-μmgL=

1
2
mv2

离开B点时的速度v=

2g(H-h-μL)

(2)设滑雪者离开B点后落在台阶上

h
2
=
1
2
gt12,s1=vt1
2
h

可解得 s1=

2h(H-h-μL)

此时必须满足H-μL<2h.

当H-μL>2h时,

滑雪者直接落到地面上,h=

1
2
gt22 s2=vt2

可解得s2=2

h(H-h-μL)

答:(1)滑雪者离开B点时的速度大小为

2g(H-h-μL)

(2)当H-μL<2h时,滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s为

2h(H-h-μL)

当H-μL>2h时,滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s为2

h(H-h-μL)

单项选择题
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