问题
问答题
在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动.如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来,斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,斜坡倾角θ=37°.
(1)若人和滑块的总质量为m=60kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小.
(2)若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为s=50m,为确保人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,对高度h应有怎样的要求?

答案
解(1)对人和滑块受力分析,由牛顿第二定律可得,
加速度为:a1=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2 ,
(2)设高为h,则斜面长s=
h,水平面BC长L=50-5 3
h,4 3
滑到B点时的速度V12=2as=
h,20 3
在地面滑动时加速度大小为:a2=μg=5m/s2
又有 L=
,V 21 2a2
即 50-
h=4 3
h 20 3×2×5
解得 h=25m.
答:(1)人在斜坡上下滑时的加速度大小是2m/s2 ;
(2)高度h最高为25m.