在冬天,高为h=0.8m的平台上,覆盖了一层冰,一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘x0=30m处以v0=7m/s的初速度向平台边缘滑去,如图所示.已知平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.04取
问题描述:
在冬天,高为h=0.8m的平台上,覆盖了一层冰,一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘x0=30m处以v0=7m/s的初速度向平台边缘滑去,如图所示.已知平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.04取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度v为多大;
(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大;
(3)着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为多大.(可用三角函数表示)
答
(1)滑雪者在平台上滑行过程有动能定理得:-μmgx0=
mv2=1 2
mv021 2
代入数据求得:滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度为 v=5m/s ①
(2)滑雪者离开平台后做平抛运动
竖直方向有:h=
gt2 ②1 2
水平方向有:x=vt ③
①②③联立解得 x=2m
(3)着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为θ
着地时的瞬间竖直方向的速度为:vy=gt ④
tanθ=
⑤vy v
①②④⑤联立得:tanθ=0.8
即θ=arctan0.8
答:(1)滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度v为5m/s;
(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2m;
(3)着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为arctan0.8.