滑沙游戲中,游戲者從沙坡頂部坐滑沙車呼嘯滑下.為了安全,滑沙車上通常裝有剎車手柄,游客可以通過(guò)操縱剎車手柄對(duì)滑沙車施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力F,從而控制車速.為便于研究,作如下簡(jiǎn)化:游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后,操縱剎車手柄使滑沙車勻速下滑至底端B點(diǎn),在水平沙道上繼續(xù)滑行直至停止.已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=70kg,傾斜滑道AB長(zhǎng)=128m,傾角θ=37°,滑沙車底部與沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.滑沙車經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后的速度大小不變,重力加速度g取,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力.

(1)求游客勻速下滑時(shí)的速度大。

(2)求游客勻速下滑的時(shí)間.

(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m,則他在此處滑行時(shí),需對(duì)滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力?

【答案】(1)16 m/s  (2)4 s  (3)210 N

   (1) 游客在AB段剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況如右圖1所示:

        mgsinθ-f1=ma1

f1=umgcosθ

     帶入數(shù)據(jù)得:a1=2m/s2

      v1=a1*t1=2*8=16m/s

(2) 游客勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x1=a1t2/2=(2*82)/2=64m

游客勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2=x-x1=128-64=64m

  游客勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=x2/v1=64/16=4s

(3)游客在BC段運(yùn)動(dòng)時(shí)受力如右圖2所示:

  F制動(dòng)+f2=ma2;   f2=umg

游客在BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng):

v12=2a2xBC

  代入數(shù)據(jù)解得:F制動(dòng)=210N

【解析】對(duì)游客運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的正確的受力分析是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵,需特別注意游客運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力的變化;對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活使用往往是關(guān)鍵。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

滑沙游戲中,游戲者從沙坡頂部坐滑沙車呼嘯滑下.為了安全,滑沙車上通常裝有剎車手柄,游客可以通過(guò)操縱剎車手柄對(duì)滑沙車施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力F,從而控制車速.為便于研究,作如下簡(jiǎn)化:游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后,操縱剎車手柄使滑沙車勻速下滑至底端B點(diǎn),在水平滑道上繼續(xù)滑行直至停止.已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=70kg,傾斜滑道AB長(zhǎng)LAB=128m,傾角θ=37°,滑沙車底部與沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.滑沙車經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后的速度大小不變,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力.
(1)求游客勻速下滑時(shí)的速度大。
(2)求游客勻速下滑的時(shí)間.
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m,則他在此處滑行時(shí),需對(duì)滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力?

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(1)求游客勻速下滑時(shí)的速度大。
(2)求游客勻速下滑的時(shí)間.
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m,則他在此處滑行時(shí),需對(duì)滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

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(1)求游客勻速下滑時(shí)的速度大。
(2)求游客勻速下滑的時(shí)間.
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m,則他在此處滑行時(shí),需對(duì)滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力?

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(1)求游客勻速下滑時(shí)的速度大。

(2)求游客勻速下滑的時(shí)間.

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