解题思路:(1)把运动员连同滑雪板看成一个质点,从A运动到C的过程中运用动能定理即可求出到达C点速度;
(2)运动员从C点水平飞出后做平抛运动,最后落在CD上,竖直方向的位移和水平方向位移比是个定值,根据平抛运动的规律即可解题;
(3)先求解运动到着陆雪道的初速度,然后再根据牛顿第二定律求解加速度,并根据运动学公式求解末速度;
(4)对A到D整个过程运用动能定理列式求解.
(1)滑雪运动员从A到C的过程中,由动能定理得:
mgh-μmgL=[1/2]mvc2-0
解得vc=10m/s
(2)滑雪运动员从C水平飞出落到着陆雪道过程中做平抛运动,
x=vct…①
y=[1/2]gt2…②
tgθ=[y/x]…③
得t=1.5s,x=15m;
着陆点位置与C点的距离s=[x/cosθ]
解得s=18.75m;
着陆位置到D点的距离s’=DC-S=9.375m
(3)滑雪运动员在着陆雪道上做匀加速直线运动
初速度为v0=
v2c+(gt)2=
325
根据牛顿第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma1
解得a1=4m/s2
运动到D点的速度设为vD,根据运动学公式,有vD2-v02=2a1s’
解得vD=20m/s
(4)从A点到D点动能定理mg(h+CDsinθ)−Wf=
1
2m
v2D−0
Wf=4125J
答:(1)从C点水平飞出时速度的大小为10m/s;
(2)运动员在着陆雪道CD上的着陆位置到C点的距离为18.75m;
(3)运动员滑过D点时的速度大小为20m/s;
(4)滑雪运动员从A到D克服摩擦力做的功为为4125J.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;平抛运动.
考点点评: 本题关键明确运动员的运动性质,然后分段运用平抛运动规律、牛顿第二定律、动能定理、运动学公式列式求解.