Question

【题目】滑雪运动是把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动。滑雪运动中当滑雪板相对雪地速度较大时，会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦．然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大，假设滑雪者的速度超过8m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，最后停在C处，如图所示。不计空气阻力，已知坡长L=24.1m，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；

（2）滑雪者到达B处时的速度大小；

（3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.5,求滑雪者在水平地面上运动的最大距离。

Answer 1

【答案】（1） 2s （2）15m/s （3）22.5m

【解析】（1）由牛顿第二定律得 mgsinθ–μ1mgcosθ=ma1

a1=4m/s2

t1==2s

（2）mgsinθ–μ2mgcosθ=ma2

a2 =5m/s2

=8 m

则由

代入数据解得：vB=15m/s

（3）a3=μ3g=5m/s2

x3==22.5m