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水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=6.0m,倾角θ=37°。水平槽BC长d=2.0m,BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10。取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,求:

(1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;

(2)小朋友滑到C点时速度的大小υ;

(3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友在水平方向位移的大小x。

答案

(1)小朋友沿AB下滑时,受力情况如图所示,

根据牛顿第二定律得:

        

又                            

                 

得小朋友沿AB下滑时加速度的大小

 a=gsinθ-μgcosθ = 5.2 m/s2                      

(2)小朋友从A滑到C的过程中,根据动能定理得:

              

         得小朋友滑到C点时速度的大小  v= 10 m/s                         

    (3)在从C点滑出至落到水面的过程中,小朋友做平抛运动,设此过程经历的时间为t,

                           

小孩在水平方向的位移        x=vt                               

解得                        x=4.0m                             


解析:

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