一个滑板运动员,滑板和人总质量为50kg,以12m/s的速度从一斜坡底端滑上斜坡,当速度减为零时,又从斜坡上下滑至底端,已知斜坡的倾角为300,运动员上滑时用时为2s,设滑板受的阻力大
问题描述:
一个滑板运动员,滑板和人总质量为50kg,以12m/s的速度从一斜坡底端滑上斜坡,当速度减为零时,又从斜坡上下滑至底端,已知斜坡的倾角为300,运动员上滑时用时为2s,设滑板受的阻力大小恒定不变,(g=10m/s2)求:
(1)滑板受到的阻力大小;
(2)运动员匀加速下滑至底端时所需的时间.
答
(1)匀减速上滑,受力分析如图,选取沿斜面向上为正方向
由v=v0+a1t1
得a1=
=v−v0
t1
=−6m/s20−v0
t1
由牛顿第二定律可得:-(mgsinθ+Ff)=ma1
解得:Ff=50N
答:滑板受到的阻力大小为50N.
(2)匀加速下滑,受力分析如图,选取沿斜面向下为正方向
由牛顿第二定律可得:mgsinθ-Ff=ma2
代入数据可得:a2=4m/s2
运动员上滑的位移为:x=
t1 可得:x=12m
v0+0 2
下滑的位移与上滑时的位移相同,设下滑的时间为t2
由x=
a2t22 1 2
可得 t2=
=
2x a2
s
6
答:运动员匀加速下滑至底端时所需的时间为
s.
6