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精英家教网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为斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧,圆弧与斜面相切于B点,与水平面相切于C点,如图所示.AC竖直高度差h1=9.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m.运动员连同滑雪装备的总质量为80kg,从A点由静止滑下,通过C点后飞落到水平地面DE上.不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,取g=10m/s2.求:
(1)运动员到达C点的速度vc的大小;
(2)运动员刚到C点时轨道的对他的支持力大小;
(3)运动员在水平地面上落地点到D点的距离.
分析:(1)运动员在运动过程中只有重力做功,故由机械能守恒可求得C点速度;
(2)C点时运动员做圆周运动,由牛顿第二定律及向心力公式可求得C点对运动员的支持力;
(3)运动员从C点开始做平抛运动,由平抛运动的规律可求得落点到D点的距离.
解答:解:(1)根据机械能守恒定律有 mgh1=
1
2
mvC2   解得
运动员到达C点的速度 vC=
2gh1
=14m/s;
(2)根据牛顿第二定律有 FN-mg=m
v
2
C
R
得 FN=m(g+
v
2
C
R
) 
代入数据解得 
C点对运动员的支持力FN=3936N;
(3)从C点平抛  h2=
1
2
gt2  
s=vCt   
代入数据解得
运动员在水平地面上落地点到D点的距离s=14m.
点评:机械能守恒定律常常要综合平抛或牛顿第二定律进行考查,在做题时要注意明确运动的过程,正确选择物理规律求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?高淳县模拟)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的很小圆弧面,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=9.8m,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.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?闵行区二模)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θ=37°的斜坡,BC是半径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h1=8.8m,竖直台阶CD高度差h2=5m,台阶底端与倾角θ=37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量m=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υC大小;
(2)运动员经过C点时轨道受到的压力N的大小;
(3)运动员在空中飞行的时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由斜面AB和圆弧面BC组成,BC圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AC竖直高度差hl=9.8m,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)运动员在空中飞行的时间?

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科目:高中物理 来源: 题型:

山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪道ABC的底部是一段半径为R的圆弧,圆弧的末端C的切线沿水平方向,C点到地面之间是一悬崖峭壁,如图所示.已知AC间的高度差为h,运动员连同滑雪装备总质量为m,开始时运动员从A点由静止下
滑,滑到C点后被水平抛出,当抛出时间为t时,迎面遭遇一股强风,最终运动员落到了与起点A高差为H的水平雪地上,落地时速度大小为v,不计遭遇强风前的空气阻力和雪道的摩擦阻力,重力加速度为g.求:
(1)运动员到达C点所受的支持力的大小;
(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度;
(3)强风对运动员所做的功为多大?

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