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高中物理
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综合题
1.
(2020·江苏模拟)
滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱,如今滑板运动已经成为奥林匹克家族中的一员,将在2020年东京奥运会上首次亮相。如图所示,滑板运动员在U形槽中的运动可以简化为:AC和DE是两段半径为R的
光滑圆弧形轨道,DE段的圆心为O点,水平轨道CD段长为8m,滑板与轨道CD段的动摩擦因数为μ=0.075.一运动员从轨道上的A点以一速度水平滑出,下落h高度落在槽壁上B点,且运动员通过调整刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC(此过程无机械能增减),经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度恰好减为零后再返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg,h=1.8m,R=3m,g取10m/s
2
. 求:
(1) 运动员从A点跳入槽内时的初速度大小;
(2) 滑过圆弧形轨道D点时对轨道的压力;
(3) 通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最终静止在何处?(结果可以保留根号)
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