如图所示,总质量为m的滑雪者以初速度V0沿倾角为θ的斜面向上自由滑行,雪橇与斜面间动摩擦因数为μ,重力加速度为g,假设斜面足够长.不计空气阻力.试求:(1)滑雪者沿斜

发布时间:2020-08-08 19:41:11

如图所示,总质量为m的滑雪者以初速度V0沿倾角为θ的斜面向上自由滑行,雪橇与斜面间动摩擦因数为μ,重力加速度为g,假设斜面足够长.不计空气阻力.试求:
(1)滑雪者沿斜面上滑的加速度大小.
(2)滑雪者沿斜面上滑的最大距离.
(3)若滑雪者滑至最高点后掉转方向向下自由滑行,求沿斜面自由下滑的加速度大小.

网友回答

解:(1)上滑过程中,对人进行受力分析,滑雪者受重力mg,弹力FN,摩擦力f,并设滑雪者的加速度为a1,受力如图

根据牛顿第二定律有:
? mgsinθ+f=ma1,①
? N=mgcosθ
又f=μN
求得:a1=g(sinθ+μcosθ)
(2)滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动,则有 v02=2a1x
得 x=
(3)滑雪者沿斜面向下做匀加速直线运动,受力如图
根据牛顿第二定律得 mgsinθ-μmgcosθ=ma2
求得a2=g(sinθ-μcosθ)
答:
(1)滑雪者沿斜面上滑的加速度大小是g(sinθ+μcosθ).
(2)滑雪者沿斜面上滑的最大距离是.
(3)若滑雪者滑至最高点后掉转方向向下自由滑行,沿斜面自由下滑的加速度大小是g(sinθ-μcosθ).
解析分析:(1)滑雪者向上做匀减速直线运动,对其受力分析,求得加速度.
(2)由匀变速运动位移公式可以得到上滑的距离.
(3)向下自由滑行移做匀加速直线运动,然后受力分析,到加速度.

点评:本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用问题,加速度是关键量,是必求的量,也可以根据动能定理求解上滑的最大距离.
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