如图所示,某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点,其水平位移s1=3m,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4m/s,并以此为初速沿水平地面滑行s2=

问题描述:

如图所示,某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面的B点,其水平位移s1=3m,着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4m/s,并以此为初速沿水平地面滑行s2=8m后停止,已知人与滑板的总质量m=60kg.求:(空气阻力忽略不计,g=10m/s2
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小;
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度;
(3)着地过程损失的机械能.

(1)设人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小为f,根据动能定理有:fs2=0−

1
2
mv2
得:f=
mv2
2s2
=
60×42
2×8
N=60N
(2)人与滑板离开平台后做平抛运动,设初速度的大小为v0,飞行时间为t,根据平抛运动的规律有:
x=v0t
h=
1
2
gt2

得:v0=s1
g
2h
=
10
2×1.8
m/s
=5m/s
(3)人在落地的过程中损失的机械能等于落地前后的动能的差,也等于落地前后人的机械能的差,即△E=(
1
2
mv2+0)−(
1
2
m
v 20
+mgh)=−1350J

故:E=|△E|=1350J
答:(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小是60N;(2)人与滑板离开平台时的水平初速度是5m/s;(3)着地过程损失的机械能是1350J.