Question

万众瞩目的2010年冬奥会在温哥华隆重举行，冬奥会中的各种运动项目含有许多物理知识，请回答下列问题：如

万众瞩目的2010年冬奥会在温哥华隆重举行，冬奥会中的各种运动项目含有许多物理知识，请回答下列问题：如图1是高山滑雪的运动赛场，当滑雪运动员从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘，软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？白雪内有很多小孔，小孔内充满空气，踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行．然而，这层气垫只能维持一段很短的时间，如果滑雪者在雪地上停留超过一秒，就会沉下去．（1）为什么滑雪板可以轻易在雪地上滑行？（2）若滑雪板的长1.5m，宽12cm，滑雪者的速度最小为多大时，他才不会在雪地上下沉？（3）冰壶比赛场如图2所示，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的滑动摩擦力减小．若冰壶与冰面间的滑动摩擦力为f1=1.6N，用毛刷擦冰面后滑动摩擦力减小为原来的一半．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以40J的动能沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/S2去掉）

Answer 1

（1）滑雪板可以轻易在雪地上滑行，滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦；
（2）滑雪者的最小速度：v=

s

t

=

1.5m

1s

=1.5m/s；
（3）设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s₁，所受摩擦力的大小为f₁；
在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s₂，所受摩擦力的大小为f₂．
则有s₁+s₂=s，式中s为投掷线到圆心O的距离．
则f₁=μ₁mg，f₂=μ₂mg，
设冰壶的初速度为v₀，由动能定理，得-f₁s₁-f₂s₂=0-

1

2

mv₀²
联立以上各式，解得：s₂=

2μ1gs? v 2 0

2g(μ1?μ2)

，
代入数据得s₂=10m．
答：（1）滑雪板与雪地之间形成气垫，使接触面脱离，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦；
（2）滑雪者的速度最小为1.5m/s时，他才不会在雪地上下沉；
（3）运动员用毛刷擦冰面的长度应为10m．