
(2023·四川德阳·一模)为助力2025年全运会,2023年11月25日—26日,粤港澳大湾区滑板公开赛在广州大学城体育中心滑板场顺利举办,为大湾区市民群众带来了一场精彩纷呈的极限运动盛会。如图所示为一质量m=50kg的运动员,从离水平地面高h=7m的斜坡上静止滑下,滑过一段水平距离后无碰撞进入半径为R=5m、圆心角为θ=53°的圆弧轨道BC,从C点冲出轨道后,在空中做出各种优美动作后落于水平地面的D点。已知圆弧轨道的B点切线水平,运动员在运动过程中不计一切摩擦,同时将其视为质点,重力加速度大小为10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)运动员运动到B点时,地面对运动员的支持力大小;
(2)运动员从C点离开轨道至落地的过程,在空中运动的时间。()
【答案】(1)1900N;(2)1.8s
【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、通过牛顿第二定律求解向心力、竖直上抛运动的高度、速度与时间的计算
【详解】(1)运动员从A运动到B过程,由动能定理有
在B点对运动员受力分析,由牛顿第二定律得
联立可得地面对运动员的支持力大小为
(2)运动员从A运动到C过程,由动能定理有
解得
运动员离开C点时,在竖直方向上的速度分量为
从C点到D点的过程,在竖直方向上有
代入数据解得
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