如图是一高山滑雪运动场中的滑道,BD附近是很小的一段曲道,可认为是半径均为R=40m的两圆滑连接的圆形滑道,B点和D点是两圆弧的最高点和最低点,圆弧长度远小于斜面AD及BC长
◎ 题目
如图是一高山滑雪运动场中的滑道,BD附近是很小的一段曲道,可认为是半径均为R=40m的两圆滑连接的圆形滑道,B点和D点是两圆弧的最高点和最低点,圆弧长度远小于斜面AD及BC长度,从A到D点不考虑摩擦力的作用。一个质量m=60kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑道滑下,从B点水平抛出时刚好对B点没有压力,已知AB两点间的高度差为h=25m,滑道的倾角θ=370,sin370=0.6,cos370=0.8,tan370=0.75取g=10m/s2。求: (1)运动员在B点时的速度。 (2)运动员在BC斜面的落点C到B点的距离(B点可认为是斜面上的最高点)。 (3)若BD之间的高度差为5m,AD段运动可看作直线动动,求运动员在D点对轨道的压力。 |
◎ 答案
(1)(2)75m(3)1500N |
◎ 解析
本题考查平抛运动的分解运动,根据水平方向匀速运动和竖直方向自由落体的特点,由题意,在D点只受重力作用,重力提供向心力: (1)运动员在B点时只受重力,根据牛顿第二定律有: ..............(2分) 解得:...............................(1分) (2)设运动员从B运动到C点的时间为t,根据平抛运动规律有: 运动员竖直位移为:y=gt2/2 (1).................................................(1分) 运动员水平位移为:x=vBt (2).................................................(1分) 由几何关系可知:tanθ=y/x (3).................................................(1分) 解(1)、(2)、(3)式得: t=3s.................................................(1分) 把t的值代入(2)式得: x=60m.................................................(1分) 所以BC的距离为:s=x/cosθ=75m.................................................(1分) (3)运动员从A运动到D的过程中,根据牛顿第二定律有: mgsinθ=ma ① (1分) 根据运动学规律有: ② (1 分) 运动员在D点时,根据牛顿第二定律有: ③(1分) 联立以上三式解得: FN=1500N (1分) 根据牛顿第三定律,所以运动员对D点的压力为1500N (1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图是一高山滑雪运动场中的滑道,BD附近是很小的一段曲道,可认为是半径均为R=40m的两圆滑连接的圆形滑道,B点和D点是两圆弧的最高点和最低点,圆弧长度远小于斜面AD及BC长…”主要考查了你对 【平抛运动】 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。- 最新内容
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