Question

【題目】2018年第23屆平昌冬奧會冰壺混雙比賽循環賽在江陵冰壺中心進行，巴德鑫和王芮聯袂出戰以6比4擊敗美國隊。如圖為我國運動員巴德鑫推冰壺的情景，現把冰壺在水平面上的運動簡化為勻加速或勻減速直線運動，冰壺可視為質點。設一質量為m=20kg的冰壺從運動員開始推到最終靜止共用時t=23s。冰壺離開運動員的手后，運動了x=30m才停下來，冰壺與冰面間動摩擦因數為0.015，g=10m/s2 。求：

（1）冰壺在減速階段的加速度大小？

（2）運動員推冰壺的時間

（3）運動員推冰壺的平均作用力

Answer 1

【答案】（1）0.15m/s2（2）3s（3）23N

【解析】試題分析：根據牛頓第二定律求出冰壺在減速階段的加速度大小；采用逆向思維，結合位移時間公式求出勻減速運動的時間，從而得出推冰壺的時間；根據速度位移公式求出勻加速運動的加速度，結合牛頓第二定律求出運動員推冰壺的平均作用力大小。

（1）根據牛頓第二定律得

冰壺在減速階段的加速度大小為：

（2）采用逆向思維，有

解得：t1=20s

運動員推冰壺的時間為：t2=t-t1=23-20s=3s

（3）勻減速運動的初速度為：v=a1t1=0.15×20m/s=3m/s

則推冰壺的平均加速度：

根據牛頓第二定律得：F-μmg=ma2

代入數據解得：F= 23N