民航客机机舱紧急出口的气囊是一个连接出口与地面的斜面,斜面高3.2m,斜面长6.5m,质量为60kg的人沿斜面下滑受阻力240N,求人滑倒低端时的速度.

问题描述:

民航客机机舱紧急出口的气囊是一个连接出口与地面的斜面,斜面高3.2m,斜面长6.5m,质量为60kg的人沿斜面下滑受阻力240N,求人滑倒低端时的速度.

如图,对人进行受力分析有:
人下滑时所受合力为:F=mgsinα-f=ma
由题意知:sinα=

h
L
3.2
6.5

所以人下滑时的加速度为:a=
mgsinα−f
m
60×10×
3.2
6.5
−240
60
m/s2
≈0.92m/s2
根据匀变速直线运动的速度位移关系v2
v
2
0
=2ax
得人到达底端时的速度为:
v=
2ax+
v
2
0
2×0.92×6.5+0
m/s≈3.5m/s

答:人滑倒低端时的速度为3.5m/s.
答案解析:对斜面上的人进行受力分析,在重力、支持力和阻力作用下做匀加速运动,由牛顿第二定律求出人下滑时的加速度,再根据速度位移关系求解人滑到底端时的速度.
考试点:匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

知识点:本题关键是对人进行受力分析求出人下滑时的加速度,再根据速度位移关系求解,也可以从动能定理角度求解本题.