跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图.助滑坡由AB和BC组成,AB是倾角为θ=37°的斜坡,BC是半径为R=10m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面

问题描述:

跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图.助滑坡由AB和BC组成,AB是倾角为θ=37°的斜坡,BC是半径为R=10m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,AB竖直高度差h1=35m,竖直跳台CD高度差为h2=5m,跳台底端与倾角为θ=37°的斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下,通过C点水平飞出,飞行一段时间落到着陆坡上,测得坡上落点E到D点距离为125m(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2).求:

(1)运动员到达C点的速度大小;
(2)运动员由A滑到C雪坡阻力做了多少功.

(1)依据题意,运动员从C点飞出做平抛运动,设C点的速度为v
    水平方向:SDEcosθ=v•t
    竖直方向:SDEsinθ+h2

1
2
gt2
代入解得:v=25m/s
(2)运动员由A滑到C过程,设重力做功为W1,阻力做功为W2
由动能定理可知:W1+W2=△EK
其中:W1=mg(h1+R-Rcosθ),EK
1
2
mv2−0

解得:W2=-4600J
答:
(1)运动员到达C点的速度大小为25m/s;
(2)运动员由A滑到C雪坡阻力做了-4600J的功.