5.如图所示,一个少年脚踩滑板沿倾斜街梯扶手从A点由静止滑下,经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,落在倾斜街梯扶手上的D点。已知C点是一段倾斜街梯扶手的起点,倾斜的街梯扶手与水平面的夹角θ=37°,C、D间的距离s=3.0 m,少年的质量m=60 kg。滑板及少年均可视为质点,不计空气阻力。取sin 37° =0.60,cos 37° =0.80,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)少年从C点水平飞出到落在倾斜街梯扶手上D点所用的时间t;
(2)少年从C点水平飞出时的速度大小vC;
(3)少年落到D点时的动能Ek。
答案 (1)0.6 s (2)4.0 m/s (3)1 560 J
解析 (1)少年从C点水平飞出做平抛运动
在竖直方向 y=1/2gt2
y=s sin 37°
解得t=0.6 s
(2)在水平方向x=vCt
x=s cos 37°
解得vC=4.0 m/s
(3)少年落到D点时竖直方向的速度vy=gt=6.0 m/s
少年落到D点时速度大小为vD=√(v_C^2+v_y^2 )
少年落到D点时的动能
Ek=1/2mv_D^2
解得Ek=1 560 J
B组 综合提能