Question

【題目】在短道速滑世錦賽女子500米決賽中，接連有選手意外摔倒，由于在短道速滑比賽中很難超越對手，因而在比賽開始階段每個選手都要以最大的加速度加速，在過彎道前超越對手。為提高速滑成績，選手在如下場地進行訓練：賽道的直道長度為L＝30 m，彎道半徑為R＝2.5 m。忽略冰面對選手的摩擦力，且冰面對人的彈力沿身體方向。在過彎道時，身體與冰面的夾角θ的最小值為45°，直線加速過程視為勻加速過程，加速度a＝1 m/s2。若訓練過程中選手沒有減速過程，為保證速滑中不出現意外情況，選手在直道上速滑的最短時間為多少？(g取10 m/s2)

Answer 1

【答案】8.5s

【解析】若選手在直道上一直加速，選手能達到的最大速度為v1，根據運動學公式有，解得：

設選手過彎道時，允許的最大速度為v2，此時人與冰面的夾角θ的為45°，對選手受力分析如圖

則： 、解得：

由于 ，因而選手允許加速達到的最大速度為

設選手在直道上加速的距離為x，則，解得

選手在直道上的最短時間解得：