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中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶,选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在桌上有效区

网友投稿  2022-10-27 00:00:00  零零社区

◎ 题目

中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶,选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败,其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5 m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度为L2=1m,瓶子质量为m=0.5g,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动(g取10m/s2),假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?
(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

◎ 答案

解:(1)要想游戏获得成功,瓶滑到C点速度正好为零,力作用时间最长,设最长作用时间为t1,有力作用时瓶做匀加速运动,设加速度为a1,t1时刻瓶的速度为v,力停止作用后瓶做匀减速运动,设此时加速度大小为a2,由牛顿第二定律得
F-μmg=ma1
μmg=ma2
加速运动过程中的位移 ③
减速运动过程中的位移 ④
位移关系满足x1+x2=L1
又v=a1t1
由以上各式解得
(2)要想游戏获得成功,瓶滑到B点速度正好为零,力作用距离最小,设最小距离为d,则
 ⑦
v'2=2a1d ⑧
联立解得d=0.4 m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“中央电视台近期推出了一个游戏节目——推矿泉水瓶,选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在桌上有效区…”主要考查了你对  【从受力确定运动情况】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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