Question

11．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員從傾角為53°的斜坡頂端滑下，滑下的過(guò)程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端有一個(gè)高h(yuǎn)=1.4m、寬L=1.2m的長(zhǎng)方體障礙物，為了不觸及這個(gè)障礙物，他必須距水平地面高度H=3.2m的A點(diǎn)沿水平方向跳起離開(kāi)斜面．已知運(yùn)動(dòng)員的滑板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)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(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的加速度的大��；
（2）若運(yùn)動(dòng)員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間；
（3）為了不觸及障礙物，運(yùn)動(dòng)員起跳的速度v的大�。�

Answer 1

分析 （1）運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的過(guò)程中，受到重力、斜面的支持力和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度．
（2）運(yùn)動(dòng)員從斜面上起跳后做平拋運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由高度H求出時(shí)間．
（3）運(yùn)動(dòng)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(shí)，水平距離至少為Hcot53°+L，再由這兩個(gè)條件求出他從A點(diǎn)沿水平方向起跳的最小速度．

解答 解：（1）設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律，有：
mgsin53°-μmgcos53°=ma
解得運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的加速度：
a=g（sin53°-μcos53°）=7.4m/s²    
（2）從運(yùn)動(dòng)員斜面上起跳后沿豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)自由落體公式$H=\frac{1}{2}g{t^2}$，解得：
 $t=\sqrt{\frac{2H}{g}}$=0.8s    
（3）為了不觸及障礙物，運(yùn)動(dòng)員以速度v沿水平方向起跳后豎直下落高度為H-h時(shí)，他沿水平方向的運(yùn)動(dòng)的距離為Hcot53°+L，設(shè)他在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′，則：
$H-h=\frac{1}{2}g{t'^2}$
Hcot53°+L=vt′
解得：
v=6.0m/s 
答：（1）運(yùn)動(dòng)員在斜面上滑行的加速度的大小為7.4m/s²；
（2）若運(yùn)動(dòng)員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間為0.8s；
（3）運(yùn)動(dòng)員為了不觸及障礙物，他從A點(diǎn)沿水平方向起跳的速度至少為6.0m/s．

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)際問(wèn)題，考查應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵分析兩個(gè)方向的分位移大�。�