2010年2月在加拿大温哥华举行的第2l届冬季奥运会上,冰壶运动再次成为人们关注的热点,中国队也取得了较好的成绩.如图,假设质量为m的冰壶在运动员的操控下,先从起滑架A点由静止开始加速启动,经过投掷线B时释放,以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下.已知AB相距L1,BO相距L2,冰壶与冰面各处动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.
(1)求冰壶运动的最大速度vm.
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W是多少?
(3)若对方有一只冰壶(冰壶可看作质点)恰好紧靠营垒圆心处停着,为将对方冰壶碰出,推壶队员将冰壶推出后,其他队员在BO段的一半长度内用毛刷刷冰,使动摩擦因数变为
μ.若上述推壶队员是以与原来完全相同的方式推出冰壶的,结果顺利地将对方冰壶碰出界外,求运动冰壶在碰前瞬间的速度v.1 2
(1)对冰壶在B→0段,由速度位移公式:
0-vm2=-2aL2
又a=
=μgμmg m
联立解出vm=2μgL2
(2)在A→B段,对冰壶由动能定理得:
W-μmgL1=
m1 2
-0v 2m
结合vm=
,2μgL2
解出W=μmg(L1+L2)
(3)从B→O段,由动能定理得:
-μmg
-L2 2
mgμ 2
=L2 2
m1 2
-v 2
m1 2 v 2m
将vm=
代入,2μgL2
解出v=
μgL21 2
答:(1)冰壶运动的最大速度为
.2μgL2
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功为μmg(L1+L2).
(3)运动冰壶在碰前瞬间的速度为
.
μgL21 2