Question

【题目】2018年第23届平昌冬奥会冰壶混双比赛循环赛在江陵冰壶中心进行，巴德鑫和王芮联袂出战以6比4击败美国队。如图为我国运动员巴德鑫推冰壶的情景，现把冰壶在水平面上的运动简化为匀加速或匀减速直线运动，冰壶可视为质点。设一质量为m=20kg的冰壶从运动员开始推到最终静止共用时t=23s。冰壶离开运动员的手后，运动了x=30m才停下来，冰壶与冰面间动摩擦因数为0.015，g=10m/s2 。求：

（1）冰壶在减速阶段的加速度大小？

（2）运动员推冰壶的时间

（3）运动员推冰壶的平均作用力

Answer 1

【答案】（1）0.15m/s2（2）3s（3）23N

【解析】试题分析：根据牛顿第二定律求出冰壶在减速阶段的加速度大小；采用逆向思维，结合位移时间公式求出匀减速运动的时间，从而得出推冰壶的时间；根据速度位移公式求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出运动员推冰壶的平均作用力大小。

（1）根据牛顿第二定律得

冰壶在减速阶段的加速度大小为：

（2）采用逆向思维，有

解得：t1=20s

运动员推冰壶的时间为：t2=t-t1=23-20s=3s

（3）匀减速运动的初速度为：v=a1t1=0.15×20m/s=3m/s

则推冰壶的平均加速度：

根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma2

代入数据解得：F= 23N