问题 问答题

一个质量m=60kg的滑雪运动员从高h=20m的高台上A点水平滑出,落在水平地面上的B点,由于落地时有机械能损失,落地后只有大小为10m/s的水平速度,滑行到C点后静止,如图所示.已知A与B、B与C之间的水平距离s1=30m,s2=40m,g=10m/s2,不计空气阻力.求:

(1)滑雪运动员在水平面BC上受到的阻力大小f=?

(2)落地时损失的机械能△E=?

答案

(1)对B到C段运用动能定理得:-fs2=0-

1
2
mv12

解得f=75N.

(2)滑雪运动员做平抛运动,根据h=

1
2
gt2得,t=
2h
g
=
2×20
10
s=2s
,则平抛运动的初速度v0=
s1
t
=
30
2
m/s=15m/s

根据动能定理得:

mgh=

1
2
mv2-
1
2
mv02

解得:

1
2
mv2=
1
2
mv02+mgh=
1
2
×60×152+60×10×20J
=18750J.

则损失的机械能:△E=

1
2
mv2-
1
2
mv12=15750J.

答:(1)滑雪运动员在水平面BC上受到的阻力大小为75N.

(2)落地时损失的机械能为15750J.

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