Question

7．冰壺運(yùn)動(dòng)是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目，如圖甲所示，冰道的左端有一個(gè)發(fā)球區(qū)，運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球區(qū)邊沿的投擲線(xiàn)MN將冰壺以一定的初速度推出，使冰壺沿著冰道的中心線(xiàn)PO滑行，冰道的右邊有一個(gè)圓形的營(yíng)壘，如圖乙所示，以場(chǎng)地上冰壺最終靜止時(shí)距離營(yíng)壘圓心O的遠(yuǎn)近決定勝負(fù)，投擲線(xiàn)MN與營(yíng)壘圓心O的距離是30m．（g取10N/kg）
（1）比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，目的是減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”）滑動(dòng)摩擦力，從而減慢（“加快”或“減慢”）冰壺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變．
（2）某次從投擲線(xiàn)以3m/s速度推出的冰壺，經(jīng)15s剛好運(yùn)動(dòng)到營(yíng)壘圓心O處，求這段時(shí)間冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度？
（3）冰壺由花崗巖鑿磨而成，質(zhì)量為20kg，與冰道接觸的底面積約為200cm²，冰壺停在冰面上時(shí)對(duì)冰面的壓強(qiáng)為多少？

Answer 1

分析 （1）冰刷掃冰，用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，克服摩擦做功，使冰的內(nèi)能增加、溫度升高，達(dá)到冰的熔點(diǎn)熔化成水，存在于冰面和冰壺之間減小了冰壺滑行時(shí)的摩擦力．
（2）知道投擲線(xiàn)到營(yíng)壘圓心O的距離，和冰壺移動(dòng)用的時(shí)間，利用速度公式v=$\frac{s}{v}$求這段時(shí)間冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度；
（3）冰壺對(duì)冰面的壓力等于冰壺的重力，知道底面積（受力面積），利用壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$求冰壺停在冰面上時(shí)對(duì)冰面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，克服摩擦做功，使冰的內(nèi)能增大、溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)熔化，在冰面和冰壺之間形成水膜，減小了冰壺和冰面之間的摩擦力，從而減慢冰壺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變．
（2）冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{30m}{15s}$=2m/s；
（3）冰壺停在冰面上時(shí)對(duì)冰面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{20kg×10N/kg}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁴Pa．
答：（1）減小；減慢；
（2）這段時(shí)間冰壺運(yùn)動(dòng)的平均速度是2m/s；
（3）冰壺停在冰面上時(shí)對(duì)冰面的壓強(qiáng)為1×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)減小摩擦的方法、速度公式、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)求解．