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高中物理
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综合题
1.
(2021高三上·浙江开学考)
如图所示为一自由式滑雪空中技巧比赛场地示意图,比赛场地由出发区AB、助滑坡BC、第一过渡区CD、跳台DE、第二过渡区EF、着陆坡FG和终点区GH组成,在H处安置半径为R=2.0m的圆形轨道,出口靠近但相互错开:第一过渡区和终点区的最低点在同一水平地面上,出发区距地面的高度h
B
=8.4m,跳台最高点E和着陆坡最高点F离地面的高度均为h
0
=4.0m,着陆坡坡角37°;运动员从助滑坡顶端B由静止滑下,离开跳台在空中完成预定动作后到达F点正上方以水平速度v=4.0m/s飞出,在落到倾斜雪道FG上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。假设运动员连同滑雪板的总质量m=110kg,除缓冲过程外运动员均可视为质点,滑雪板与雪道GH的动摩擦因数μ=0.1,不计其余滑道阻力和空气的阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s
2
, 求:
(1) 运动员到达F点正上方时距离地面的高度h;
(2) 运动员在倾斜雪道FG上的落点距离地面的高度h
1
;
(3) 已知运动员落在倾斜雪道FG上之后的速度为10.4m/s(沿斜面向下),若运动员能够不脱离圆形轨道顺利通过最高点,求雪道GH的最大长度。
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