2018-2019学年新设计物理必修二粤教版讲义:主题二机械能及其守恒定律2 阶段总结 Word版含答案
2018-2019学年新设计物理必修二粤教版讲义:主题二机械能及其守恒定律2 阶段总结 Word版含答案第5页

静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m,为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道平滑衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1 530 J,取g=10 m/s2。

图5

(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力f的大小;

(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。

解析 (1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速直线运动,设AB的长度为s,则有v=2as

由牛顿第二定律有mg-f=ma

联立代入数据解得f=144 N

(2)设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理得

mgh+W=mv-mv

设运动员在C点所受的支持力为N,由牛顿第二定律有

N-mg=m

由题意和牛顿第三定律知N=6mg

联立代入数据解得R=12.5 m。

答案 (1)144 N (2)12.5 m

[针对训练3] 如图6所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45 m,不计空