如图所示,在游乐节目中,要求选手从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后刚好落到水池中的浮台上.设滑道可以伸缩,其水平距

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在游乐节目中,要求选手从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后刚好落到水池中的浮台上.设滑道可以伸缩,其水平距离为L,B点的高度h可由选手自由调节(取g=10m/s2).要求:

(1)选手到达B点的速度表达式;
(2)试证明选手落到浮台上的速度大小与B点的高度h无关;
(3)同学甲认为B点的高度h越大,选手在空中飞越的时间越长,在浮台上的落点距岸边C越远;同学乙认为B点的高度h越小,选手到达B点的水平速度越大,在浮台上的落点距岸边C越远,请通过推算说明你的观点.

◎ 答案

(1)由A运动到B过程,设滑道倾角为θ,
则由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma
又:vB2-0=
2aL
cosθ

且:tanθ=
H-h
L

解得:vB=

2g(H-h-μL)

(2)平抛运动过程:
竖直方向:vy2=2gh
水平方向:vx2=vB2=2g(H-h-μL)
选手落到浮台上的速度大小:v=

vx2+vy2
=

2g(H-μL)
与h无关.
(3)设选手在浮台上的落点距岸边C的距离为S,
对平抛运动过程:S=vBt h=
1
2
gt2

得:S=

2g(H-h-μL)
×

2h
g
=

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