
(24-25高一上·贵州安顺·期末)如图甲是消防逃生滑道,可简化为乙图所示的斜面。某逃生滑道的倾角为,高度
,人与滑道间动摩擦因数
。逃生时人从滑道顶端A处由静止开始滑下,不计空气阻力,人可视为质点,重力加速度大小为
。
(1)在图乙中处画出人下滑过程中的受力示意图,并求出下滑加速度
的大小;
(2)求人滑到斜面底端处时速度
的大小和下滑过程所用的时间
;
(3)为了保障最高安全性,应使人滑到处时速度正好为零。可把滑道分成等长的两段,即
。
段动摩擦因数仍然为
,求
段动摩擦因数
;
(4)随着新材料新工艺的发展,人们制成了动摩擦因数与滑动位移
成正比的特殊材料滑道,如图丙所示,已知
。若采用该特殊材料的滑道,人从A点静止滑到C点,求人滑到C点时的速度大小。
【答案】(1) ;
(2);4s
(3)
(4)0
【知识点】物体在粗糙斜面上滑动、用动能定理求解外力做功和初末速度
【详解】(1)在图乙中处人下滑过程中的受力示意图,如图所示
由牛顿第二定律
又
联立,解得
(2)依题意,人在斜面上做匀加速直线运动,有
解得t=4s
人滑到斜面底端处时速度的大小
(3)由几何关系可知
根据动能定理
解得
(4)人从A点静止滑到C点,由动能定理可得
解得
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