高臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段滑行后從斜坡上的O點(diǎn)水平飛出,斜坡與水平面的夾角θ=37°,運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量m=50kg,他落到了斜坡上的A點(diǎn),A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離s=12m,如圖所示.忽略斜坡的摩擦和空氣阻力的影響,重力加速度g=10m/s
(3)運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上順勢(shì)屈腿以緩沖,使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的時(shí)間內(nèi)減小為零,設(shè)緩沖階段斜坡對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力可以看作恒力,求此彈力的大?。?/div>
(1)設(shè)在空中飛行時(shí)間為t,運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),得:s×sin37°=
gt
2
解得t=1.2s
故運(yùn)動(dòng)員在空中飛行了1.2s.
(2)因?yàn)樗缴涑鰹椋簒=scos37°,時(shí)間為t=1.2s,
所以
v0==8m/s
故運(yùn)動(dòng)員離開O點(diǎn)的速度大小為8m/s.
(3)運(yùn)動(dòng)員落在A點(diǎn)時(shí)沿豎直向下的速度v
y的大小為 v
y=gt=12m/s
沿水平方向的速度v
x的大小為 v
x=8.0m/s.
因此,運(yùn)動(dòng)員垂直于斜面向下的速度v
N為 v
N=v
ycos37°-v
xsin37°=4.8m/s
設(shè)運(yùn)動(dòng)員在緩沖的過程中受到斜面的彈力為N,根據(jù)牛頓第二定律:N-mgcos37°=ma
解得:
N=mgcos37o+=880N故彈力的大小為880N.