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山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差hl=8.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上,不计空气阻力和轨道的摩擦阻力(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)运动员到达C点的速度大小;
(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;
(3)运动员在空中飞行的时间.
【回答】
(1)14m/s(2)3936N(3)2.5s
【详解】
(1)A→C过程,由机械能守恒定律得:,解得:vc=14m/s
(2)在C点,由牛顿第二定律有:,解得:Fc=3936N,由牛顿第三定律知,运动员在C点时轨道受到的压力大小为3936N
(3)设在空中飞行时间为t,则有:水平方向,竖直方向,且,解得:t=2.5s,t=-0.4s(舍去).
知识点:抛体运动的规律
题型:解答题
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