冬奥会单板滑雪U型池比赛,是运动员仅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分,并要求运动员在滑动的整个过程中,身体的

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

冬奥会单板滑雪U型池比赛,是运动员仅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分,并要求运动员在滑动的整个过程中,身体的任何部位均不能触及滑道。单板滑雪U型池的比赛场地截面示意图如图所示,场地由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径R=3.5m,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离s=8.0m,运动员在水平滑道以一定的速度冲向圆弧滑道CD,到达圆弧滑道的最高位置D后竖直向上腾空跃起,在空中做出翻身、旋转等动作,然后再落回D点。假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=17m/s,运动员从B点匀变速直线运动到C点所用时间t=0.5s,从D点跃起时的速度vD=8.0m/s。设运动员连同滑板的质量m=50kg,忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间;
(2)运动员从C点到D点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做的功;
(3)该单板滑雪运动员保持姿势不变在水平滑道BC段滑动的过程中是否可能增加其动能呢?说明理由。

◎ 答案

(1)1.6s;(2)2275J ;(3)不可能,理由见下面解析

◎ 解析


试题分析: (1)运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动,设运动员上升的时间为t1
根据运动学公式: vD=gt1  运动员在空中完成动作的时间: 
(2)运动员从B点到C点,做匀变速直线运动,运动过程的平均速度:
解得运动员到达C点时的速度:     
运动员从C点到D点的过程中,克服摩擦力和重力做功,根据动能定理:
代入数值解得,得运动员克服摩擦力做功: Wf=2275J 
(3)不可能。在水平滑道运动的过程中,因为运动员在水平方向只受到摩擦力的作用,而摩擦力的方向与运动方向相反,只可能对运动员做负功,根据动能定理,运动员的动能只可能减小,而不可能增加。              

◎ 知识点

    专家分析,试题“冬奥会单板滑雪U型池比赛,是运动员仅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分,并要求运动员在滑动的整个过程中,身体的…”主要考查了你对  【动能定理】  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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