Question

14．中國(guó)女子冰壺隊(duì)近年來在國(guó)際比賽中取得了令人鼓舞的成績(jī)．如圖是冰壺賽道的簡(jiǎn)易圖，A點(diǎn)表示發(fā)球點(diǎn)，B為釋放點(diǎn)，C為對(duì)方的營(yíng)壘中心．假如比賽時(shí)隊(duì)員從A點(diǎn)對(duì)冰壺施加一個(gè)恒定的推力，使冰壺從靜止開始運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)撤掉推力，冰壺靠慣性繼續(xù)前進(jìn)，直到停在對(duì)方的營(yíng)壘中心C．設(shè)A、B間距離為20m，B、C間距離為32m，冰壺和賽道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，冰壺質(zhì)量為20kg，求：（g=10m/s²）
（1）冰壺在B點(diǎn)的速度．
（2）我方運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該對(duì)冰壺施加推力的大�。�

Answer 1

分析 （1）從B點(diǎn)到C點(diǎn)只受摩擦力，由牛頓第二定律求的加速度，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的速度；
（2）在AB段由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的加速度，利用牛頓第二定律求的推力

解答 解：（1）冰壺受到的摩擦力F₁=μmg=20N　
在BC段只受摩擦力的作用，加速度a₁=$\frac{-{F}_{1}}{m}$=-1m/s²　
根據(jù)公式2a₁x₁=${{v}_{C}}^{2}$-${{v}_{B}}^{2}$，可得v_B=8m/s．
（2）在AB段上根據(jù)公式2a₂x₂=${{v}_{B}}^{2}$-${{v}_{A}}^{2}$　
可得：a₂=1.6m/s²　
由牛頓第二定律有F-F₁=ma₂　
解得：F=52N．
答：（1）冰壺在B點(diǎn)的速度為8m/s．
（2）我方運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該對(duì)冰壺施加推力的大小為52N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能定理和牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合，在運(yùn)用動(dòng)力學(xué)求解時(shí)，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁．