Question

如圖所示，滑板運動員從傾角為53°的斜坡頂端滑下，滑下的過程中他突然發(fā)現在斜面底端有一個高h=1.4m、寬L=1.2m的長方體障礙物，為了不觸及這個障礙物，他必須距水平地面高度H=3.2m的A點沿水平方向跳起離開斜面．已知運動員的滑板與斜面間的動摩擦因數μ=0.1，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s²．（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：
（1）運動員在斜面上滑行的加速度的大�。�
（2）若運動員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過程所經歷的時間；
（3）運動員為了不觸及障礙物，他從A點沿水平方向起跳的最小速度．

Answer 1

解：（1）設運動員連同滑板的質量為m，運動員在斜面上滑行的過程中，根據牛頓第二定律得
mgsin53°-μmgcos53°=ma
得到運動員在斜面上滑行的加速度 a=g（sin53°-μcos53°）=7.4m/s²
（2）運動員從斜面上起跳后做平拋運動，沿豎直方向做自由落體運動，根據自由落體公式
解得 =0.8s
（3）為了不觸及障礙物，運動員以速度v沿水平方向起跳后豎直下落高度為H-h時，他沿水平方向的運動的距離為Hcot53°+L，設他在這段時間內運動的時間為t′，則
Hcot53°+L=vt′
解得 v=6.0m/s
答：（1）運動員在斜面上滑行的加速度的大小為7.4m/s²；
（2）若運動員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過程所經歷的時間為0.8s；
（3）運動員為了不觸及障礙物，他從A點沿水平方向起跳的最小速度為6.0m/s．
分析：（1）運動員在斜面上滑行的過程中，受到重力、斜面的支持力和滑動摩擦力，根據牛頓第二定律求出加速度．
（2）運動員從斜面上起跳后做平拋運動，沿豎直方向做自由落體運動，由高度H求出時間．
（3）運動員為了不觸及障礙物，沿水平方向起跳后豎直下落高度為H-h時，水平距離至少為Hcot53°+L，再由這兩個條件求出他從A點沿水平方向起跳的最小速度．
點評：本題是實際問題，考查應用物理知識解決實際問題的能力．對于平拋運動，關鍵分析兩個方向的分位移大小．