冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.设不用毛刷擦冰面时,冰壶匀减速的加速度是0.08m/s2,用毛刷擦冰面时,冰壶匀减速的加速度是0.04m/s2.在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线AB的中点处以2m/s的速度沿虚线滑出.(1)若运动员不用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,冰壶将停在什么位置?(2)为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心o点,运动员应该从何位置开始用毛刷擦冰面一直擦到圆心o点?

问题描述:

冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.
设不用毛刷擦冰面时,冰壶匀减速的加速度是0.08m/s2,用毛刷擦冰面时,冰壶匀减速的加速度是0.04m/s2.在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线AB的中点处以2m/s的速度沿虚线滑出.

(1)若运动员不用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,冰壶将停在什么位置?
(2)为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心o点,运动员应该从何位置开始用毛刷擦冰面一直擦到圆心o点?

(1)x=

v02
2a1
4
2×0.08
m=25m
故若运动员不用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,冰壶将停在距离投掷线25m处.
(2)设在距离投掷线x1处开始用毛刷擦冰面一直擦到圆心o点,此时的速度为v.
则有
v02v2
2a1
+
v2
2a2
=30m

解得v2=0.8
所以x1
v02v2
2a1
4−0.8
0.16
m=20m

故在距离投掷线20m处开始用毛刷擦冰面一直擦到圆心o点.
答案解析:(1)运用匀变速直线运动的速度位移公式求出冰壶滑行的距离.
(2)为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心o点,抓住两次匀减速直线运动的位移之和等于30m,利用运动学知识求解.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

知识点:解决本题的关键抓住总位移为30m,运用匀变速直线运动的速度位移公式进行求解.