2013年7月6日,韩亚航空214号班机,在美国旧金山国际机场降落过程中发生事故,燃起大火.机上乘客和机组人员共307人,其中乘客291人,包括141名中国公民.目前,共有3名中国学生在本次空难中遇难.据目击者称,民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,供旅客上下飞机,一般还设有紧急出口.发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来,示意图如图所示.某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m,气囊构成的斜面长AC=5.0m,CD段为与斜面平滑连接的水平地面.一个质量m=60kg的人从气囊上由静止开始滑下,人与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0.5.不计空气阻力,g=10m/s2.求:
(1)人从斜坡上滑下时的加速度大小(在图上画出物体受力示意图);
(2)人滑到斜坡底端时的速度大小;
(3)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下?
网友回答
【答案】 (1)如图对人进行受力分析有:
如图:
x方向:mgsinθ-f=ma
y方向:N-mgcosθ=0
滑动摩擦力f=μN
由题意得AB=3m,AC=5m,所以有sinθ=35,cosθ=45
代入数据知人的加速度a=mgsinθ?μmgcosθm=gsinθ-μgcosθ=10×35?12×10×45m/s2=2m/s2
(2)人在斜坡上做初速度为0的匀加速直线运动,根据速度位移关系有:
v2-0=2ax
人滑到底端的速度v=
【问题解析】
(1)对人进行受力分析,合力产生加速度,根据牛顿第二定律求解;(2)根据匀变速直线运动的速度位移关系求解人滑到斜坡底部的速度;(3)人在水平面上滑动只有阻力做功,根据动能定理求解人还能滑行的距离. 名师点评 本题考点 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【本题考点】
牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.