Question

17．冰壺運(yùn)動(dòng)是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目，如圖甲，冰道的左端有一個(gè)發(fā)球區(qū)，運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球區(qū)邊沿的投擲線MN將冰壺以一定的初速度推出，使冰壺沿著冰道的中心線PO滑行，冰道的右邊有一個(gè)圓形的營(yíng)壘區(qū)，如圖乙，以場(chǎng)地上冰壺最終靜止時(shí)距離營(yíng)壘圓心O的遠(yuǎn)近決定勝負(fù)，投擲線MN與營(yíng)壘圓心O的距離是30m．

（1）比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，目的是減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”）滑動(dòng)摩擦力，從而減慢冰壺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變．
（2）一次從投擲線以5m/s速度推出的冰壺，經(jīng)10s剛好運(yùn)動(dòng)到營(yíng)壘圓心O處，則這段時(shí)間冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度是3m/s．
（3）冰壺由花崗巖鑿磨而成，密度為2.5×10³kg/m³，與冰道接觸的底面積約為200cm²，冰壺的體積為8×10^-3m³，則這種冰壺對(duì)冰道的壓強(qiáng)是多少？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）減小摩擦的方法：減小壓力、減小接觸面的粗糙程度．
（2）知道投擲線到營(yíng)壘圓心O的距離，和冰壺移動(dòng)用的時(shí)間，利用速度公式v=$\frac{s}{t}$求這段時(shí)間冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度；
（3）知道冰壺的密度和體積，利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求冰壺的質(zhì)量，再利用G=mg求其重力，冰壺對(duì)冰面的壓力等于冰壺的重力，知道底面積（受力面積），利用壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$求冰壺對(duì)冰面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，克服摩擦做功，使冰的內(nèi)能增大、溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)而熔化，在冰面和冰壺之間形成水膜，減小了冰壺和冰面之間的摩擦力．
（2）從拋出到營(yíng)壘圓心O處的距離s=30m，冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{30m}{10s}$=3m/s；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$得冰壺的質(zhì)量：
m=ρV=2.5×10³kg/m³×8×10^-3m³=20kg，
受力面積S=200cm²=0.02m²，
冰壺對(duì)冰道的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{20kg×10N/kg}{0.02{m}^{2}}$=1×10⁴Pa．
故答案為：（1）減�。唬�2）3m/s；
（3）這種冰壺對(duì)冰面的壓強(qiáng)為1×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)減小摩擦的方法、速度公式、密度公式、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)求解．