問題詳情:
在湖南衞視《爸爸去哪兒》的綜藝節目中,在寧夏中衞沙坡頭有一場滑沙的*活動,可簡化為理想模型,如圖所示,人坐在滑板上從斜坡高處A點由靜止開始下滑,滑到斜坡底部B點後沿水平滑道再滑行一段距離到C點停下來,若斜坡滑道與水平滑道是平滑連接的,滑板與兩滑道之間的動摩擦因數均為0.5,不計空氣阻力,人和滑板的總質量為m=60kg,g取10m/s2,斜坡傾角θ=37°。(sin37º=0.6,cos37º=0.8)
求:(1)人在斜坡上下滑的加速度大小;
(2)人在斜坡上和在直道上滑行時間的比值是多少?
(3)若由於受到場地的限制,A點到C點的水平距離為S=50m,為確保人的安全,假如你是設計師,你認為在設計斜坡滑道時,斜坡滑道高度h不能超過多少米?
【回答】
(1)對人和滑板受力分析,由牛頓第二定律可得,
…………………………………① (2分)
代入數據得: …………………………………… (1分)
(2)在直道滑行時加速度大小為,則有
……………………………………………………②(2分)
代入數據得:…………………………………… (1分)
設人滑到B點時的速度為,則有
…………………………………………………………③ (1分)
………………………………………………… ④ (1分)
可得 …………………………………………… (1分)
(3)斜坡滑道高為h,則斜面AB長…… ⑤ (1分)
水平面BC長…………………… ⑥ (1分)
滑到B點時的速度 …………………………… ⑦ (1分)
又有………………………………………………… ⑧ (1分)
由⑤⑥⑦⑧解得 即高度不能超過…………… (1分)
知識點:牛頓第二定律
題型:計算題