Question

冬季有一種雪上“府式冰撬”滑溜運(yùn)動，運(yùn)動員從起跑線推著冰撬加速一段相同距離，再跳上冰撬自由滑行，滑行距離最遠(yuǎn)者獲勝，運(yùn)動過程可簡化為如圖所示的模型，某一質(zhì)量m=20kg的冰撬靜止在水平雪面上的A處，現(xiàn)質(zhì)量M=60kg的運(yùn)動員，用與水平成a=37°角的恒力F=200N斜向下推動冰撬，使其沿AP方向一起做直線運(yùn)動，當(dāng)冰撬到達(dá)P點(diǎn)時運(yùn)動員迅速跳上冰撬與冰撬一起運(yùn)動（運(yùn)動員跳上冰撬瞬間，運(yùn)動員和冰撬的速度不變）．已知AP距離為S=12m，冰撬與雪面間的動摩擦因數(shù)為0.2，不計冰撬長度和空氣阻力．
（g取10m/s²，cos37°=0.8）求：
（1）冰撬從A到P的運(yùn)動時間；
（2）冰撬從p點(diǎn)開始還能滑行的距離．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出冰橇的加速度，再根據(jù)位移時間公式求出冰橇從A到P的運(yùn)動時間．
（2）求出冰橇和人的初速度，根據(jù)牛頓第二定律求出勻減速直線運(yùn)動的加速度，從而根據(jù)速度位移公式求出冰撬從p點(diǎn)開始還能滑行的距離．
解答：解：（1）冰橇做勻加速直線運(yùn)動階段：
Fcosα-μ（mg+Fsinα）=ma₁．
代入數(shù)據(jù)得：．

得：．
（2）加速結(jié)束時：．
減速階段：μ（M+m）g=（M+m）a₂
代入數(shù)據(jù)得，．
根據(jù)得，
x==28.8m．
答：（1）冰撬從A到P的運(yùn)動時間為．
（2）冰撬從p點(diǎn)開始還能滑行的距離為28.8m．
點(diǎn)評：加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．