在2014年索契冬奥会上,我国男子冰壶队取得了优异成绩.如图所示,假设质量为m=20 kg的冰壶在运动员的操控下,先从起滑架A点由静止开始加速启动,经过投掷线B时释放,以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下.已知AB相距L1=12m, BO相距L2=30m,冰壶与冰道接触的底面积约为0.02m2.冰壶在水平冰面上运动时受到摩擦阻力f为冰壶重G的0.25倍 (g取10N/kg) .求:
(1)冰壶对水平冰道的压强是多少?
(2)在AB段运动员水平推冰壶时,冰壶克服摩擦阻力做的功是多少?
(3)某次从投掷线以3m/s速度推出的冰壶,经15s刚好运动到营垒中心O处,则这段时间冰壶运动的平均功率是多少?
第23题图
【思路分析】
求解 | 题干信息 | 所用公式 |
冰壶对水平冰道的压强 | 质量为m=20kg的冰壶;冰壶与冰道接触的底面积约为0.02m2 | G=mg; P=F/S |
冰壶克服摩擦阻力做的功 | 冰壶在水平冰面上运动时受到摩擦阻力f为冰壶重G的0.25倍 | F=G/n W=FS |
冰壶运动的平均功率 | BO相距L2=30m;经15s刚好运动到营垒中心O | ①v=s/t ② P =Fv |
解:(1)冰壶对水平冰道的压力:F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶对水平冰道的压强:p=..........................................(1分)
(2)冰壶在水平冰面上运动时受到摩擦阻力f=0.25G=0.25×200N=50N.........(1分)
冰壶克服摩擦阻力做的功
W=fL1=50N12m=600J..........................(1分)
(3)冰壶从B点经15s刚好运动到营垒中心O处的平均速度: v2=......(1分)
运动员掷壶后,冰壶运动的平均功率:P=.....................(1分)