Question

【题目】2018年2月在平昌冬奥会中，我国运动员李馨参加了两项越野滑雪的比赛，成绩有所突破如图所示，某次滑雪训练，如果该运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=75N而从静止向前滑行，其作用时间为t1=1.0s。撤除水平推力F后经过t2=2.0s，她第二次利用滑雪杖对面的作用获得同样的水平推力，第二次利用滑雪杖对雪面的作用距离与第一次相同已知该运动员连同装备的总质量为m=60kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff=15N运动员可视为质点，不考虑空气阻力。求：

(1)运动员第一次利用滑雪杖对雪面作用后的速度大小及这段时间内的位移大小；

(2)运动员第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】试题分析：根据牛顿第二定律求出利用雪仗作用时的加速度,根据速度时间公式求出第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小，根据位移与时间关系求出这段时间内的位移；根据牛顿第二定律求出撤去推力后的加速度,结合速度时间公式求出2s后的速度,根据速度位移公式求出雪仗第2次对雪面作用后的速度,再结合速度位移公式求出第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。

（1）运动员在雪道上用滑雪杖对雪面作用时

根据牛顿第二定律：

解得加速度为：
t1=1.0s时的速度为：
这段时间内的位移：
(2)无雪仗后，运动员减速，根据牛顿第二定律：

解得加速度为：
撤除水平推力F后经过2s时的速度为：
第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同，

则有：
解得：
此后在水平方向仅受摩擦力作用做匀减速运动,滑行的最大距离为：

解得：