问题
问答题
2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注.冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点.已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g,
(1)求冰壶在A 点的速率;
(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;
(3)若将BO'段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离.
答案
(1)对冰壶,设在A点时的速度为V1,从A点放手到停止于C点应用动能定理有:
-μmgL=
mV12,1 2
解得:V1=
;2μgL
(2)对冰壶,从O到A,设冰壶受到的冲量为I,应用动量定理有:
I=mV1-0,
解得:I=m
;2μgL
(3)设AB之间距离为S,对冰壶,从A到O′的过程,应用动能定理,
-μmgS-0.8μmg(L+r-S)=0-
mV12,1 2
解得:S=L-4r.
答:(1)求冰壶在A 点的速率为
;(2)冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小为m2μgL
;(3)A点与B点之间的距离为L-4r.2μgL