第二届冬奥会在俄罗斯索契举行，我国男子冰壶队通过努力打人四强．图为队长刘锐推冰壶的情景．我们现把冰壶在水平冰面上的运动简化为匀加速或匀减速直线运动，冰壶可视为质点．设

Question

第二届冬奥会在俄罗斯索契举行，我国男子冰壶队通过努力打人四强．图为队长刘锐推冰壶的情景．我们现把冰壶在水平冰面上的运动简化为匀加速或匀减速直线运动，冰壶可视为质点．设一质量m=20kg的冰壶从运动员开始推到最终静止共用时t=23s，冰壶离开运动员的手后，运动了x=30m才停下来，取g=10m/s²，冰壶与地面间的动摩擦因数为0.015，求：

（1）冰壶在减速阶段的加速度大小；
（2）运动员推冰壶的时间；
（3）运动员推冰壶的平均作用力．

Answer 1

（1）根据牛顿第二定律得，冰壶在减速阶段的加速度大小为：
a2=(μmg)/(m)=μg=0.15m/s2．
（2）采用逆向思维，有：x=(1)/(2)a2t22，
解得：t2=√((2x)/(a2))=√((2×30)/(0.15))s=20s，
运动员推冰壶的时间为：
t₁=t-t₂=23-20s=3s．
（3）匀减速运动的初速度为：
v=a₂t₂=0.15×20m/s=3m/s，
则推冰壶的平均加速度a1=(v)/(t1)=(3)/(3)m/s2=1m/s2，
根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma，
解得：F=μmg+ma₁=0.015×200+20×1N=23N．
答：（1）冰壶在减速阶段的加速度大小为0.15m/s²；
（2）运动员推冰壶的时间为3s；
（3）运动员推冰壶的平均作用力为23N．