Question

【題目】如圖所示是冬奧會項目冰壺比賽場地示意圖，左側是投擲區域，起點靠近擋板處固定有起滑架，供擲壺的運動員蹬踏之用，右側大本營。比賽時，我國隊員在場上交流用時間代表擲冰壺的力度，例如說“10s”、“12s”“13s”等，那指的是冰壺在起點線A和前衛線B之間運動所用的時間，冰壺與冰面的動摩擦因數μ＝0.015，g＝10ms2

(1)運動員不做擦冰等人為干預的動作，冰壺從起點線A沿直線前進不與其他冰壺碰撞，冰壺可以停在大本營的丁字線D處，請估算這種情況冰壺離開起點線A到前衛線B之間所用的時間t（保留小數點后面一位）

(2)已知冰壺的質量為20kg，冰壺是從投擲區的后衛線C由靜止開始運動，到起點線A處被釋放，最終停止在大本營的丁字線處，則運動員對冰壺做了多少功？

Answer 1

【答案】(1) 10.2s；(2) 109.8J

【解析】

(1)設冰壺在起點線A處的速度為v0，冰壺的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：

μmg＝ma

解得：a＝0.15m/s2

從A 到D的過程由速度位移的關系式得：

v02＝2axAD

解得：v0＝2.92m/s

設從A到B的時間為t，由位移公式得：

xAB＝v0t﹣at2

解得：t＝10.2s（另一解舍去）

(2)從C到D的過程由動能定理得：

W﹣μmgxCD＝0

解得：W＝109.8J