
(2023·四川达州·一模)滑滑板是一项青少年酷爱的运动,依靠自身的体能,快速的运动艺术。一青少年在一次训练中的运动可简化为以下运动:如图所示,青少年先在距地面高的高台上加速滑跑,到达高台边缘D点时以
的速度水平滑出高台,然后在空中调整姿势,恰好落在光滑圆弧轨道
的A点并沿切线方向滑入轨道(圆弧轨道与地面相切于B点),离开C点滑入倾斜粗糙轨道
(轨道
与圆弧轨道相切),滑到倾斜轨道上N点(图中未标出)速度为零。已知将滑板和人整体视为质点,
,
,不计空气阻力,滑板与倾斜轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
,
。求
(1)圆弧轨道的半径R;
(2)N点离地面的高度H(结果保留两位小数)。
【答案】(1)6m;(2)3.04m
【知识点】应用动能定理解多段过程问题、用动能定理求解外力做功和初末速度、平抛运动速度的计算
【详解】(1)做出滑板进入圆弧轨道A点时的速度方向如图所示
根据几何关系可知,速度的偏向角大小等于,则有
解得滑板少年进入圆弧轨道A点时竖直方向的速度
则可知此时滑板少年距地面的高度
而根据几何关系可得
解得
(2)设到达C点时的速度为,而到达A点时的速度为
从A到C由动能定理有
解得
设从C到N的竖直高度为,则从C到N由动能定理有
解得
则可得N点离地面的高度
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