Question

2．北京獲得2022年冬奧會(huì)舉辦權(quán)，滑雪是冬奧會(huì)項(xiàng)目之一，雪面松緊程度的不同造成運(yùn)動(dòng)員下滑過程中與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)也不同，假設(shè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從半圓形場地的坡頂下滑到坡的最低點(diǎn)過程中速率不變，則（　�。�

• A． 運(yùn)動(dòng)員下滑過程中加速度不變
• B． 運(yùn)動(dòng)員下滑的過程中受四個(gè)力作用
• C． 運(yùn)動(dòng)員下滑過程中所受的合外力越來越大
• D． 運(yùn)動(dòng)員下滑過程中與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)變小

Answer 1

分析 滑雪運(yùn)動(dòng)員的速率不變做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度不為零，運(yùn)動(dòng)員所受合外力大小不變，由于運(yùn)動(dòng)員對(duì)山坡的壓力逐漸增大，滑動(dòng)摩擦力逐漸增大．運(yùn)動(dòng)員下滑過程中的加速度是向心加速度，其大小不變，方向始終指向圓心．

解答 解：A、滑雪運(yùn)動(dòng)員速率不變，必做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，具有向心加速度，大小不變，方向時(shí)刻變化，故A錯(cuò)誤；
B、滑雪運(yùn)動(dòng)員下滑的過程中受重力、彈力和摩擦力三個(gè)力作用，故B錯(cuò)誤；
C、運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力提供向心力，大小不變，故C錯(cuò)誤；
D、運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)方向（切線方向）上合力為零才能保證速率不變，在該方向，重力的分力不斷減小，所以摩擦力F_f不斷減小，而運(yùn)動(dòng)員下滑過程中重力沿徑向的分力變大，所需向心力的大小不變，故彈力F_N增大，由F_f=μF_N可知，運(yùn)動(dòng)員下滑過程中與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)變小，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題抓住運(yùn)動(dòng)員做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率不變，而速度、加速度、合外力是變化的，注意動(dòng)摩擦因數(shù)變化是解題的關(guān)鍵；
圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析
（1）向心力的確定
①確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面及圓心的位置．
②分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力，該力就是向心力．
（2）向心力的來源
向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加向心力．
（3）解決圓周運(yùn)動(dòng)問題步驟
①審清題意，確定研究對(duì)象；
②分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等；
③分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；
④根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程．