Question

【题目】如图是某少年进行滑板训练时的示意图。滑板原来静止在水平地面某处，少年以某一水平初速度跳上滑板，之后与滑板一起以v=2.0m/s的速度开始沿水平地面向左滑行，经过x=20m的距离后停下。此后少年又从滑板上水平向左跳出，滑板变成向右滑行，返回出发点时恰好停下。已知滑板的质量m=4kg，少年的质量M=40kg，滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比。求：

（1）少年与滑板一起滑行过程受到的路面阻力大小；

（2）少年跳上滑板时的水平初速度v1大小和跳离滑板时的水平速度v2大小。

Answer 1

【答案】(1) (2),

【解析】

少年与滑板一起滑行过程，做匀减速运动，由动能定理求得路面阻力大小；少年跳上滑板，系统动量守恒，根据动量守恒求得滑板时的水平初速度；少年跳离滑板，滑板返回出发点时恰好停下，由动能定理求得跳离滑板时的水平速度；

解：(1)少年与滑板一起滑行过程，由动能定理则有：

代入数据解得路面阻力大小：

(2) 少年跳上滑板，系统动量守恒，则有：

代入数据解得滑板时的水平初速度：

少年跳离滑板，系统动量守恒，则有：

滑板返回出发点时恰好停下，由动能定理则有：

根据题意有：

代入数据解得跳离滑板时的水平速度：