
(2024·山东潍坊·三模)如图所示为冰雪冲浪项目流程图,AB段为水平加速区,BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道,AB与BC相切于B点;CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道,BC与CDE相切于C点,弧DE所对应的圆心角θ=37°,D为轨道最低点,C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板(可视为质点)从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放,到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力,小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小朋友在B点时的速度v0;
(2)小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。
【答案】(1)15m/s,方向水平向左;(2)1800J
【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度
【详解】(1)由于到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力,则
所以
方向水平向左;
(2)小朋友从B滑到E,根据动能定理可得
在E点,根据牛顿第二定律可得
联立可得
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