问题 选择题

在冬奥会自由式滑雪比赛中,运动员在较高的雪坡上滑到某一弧形部位处,沿水平方向飞离斜坡,在空中划过一段抛物线后,再落到雪坡上,如图所示,若雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,则(  )

A.运动员落回雪坡时的速度大小是

v0
cosθ

B.运动员在空中经历的时间是

2v0tanθ
g

C.运动员的落点与起飞点的距离是

2v02sinθ
gcos2θ

D.运动员的落点与起飞点间竖直高度是

2v02
gtan2θ

答案

设在空中飞行时间为t,运动员在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,则两方向位移关系:

1
2
gt2
v0t
=
gt
2v0
=tanθ,则有飞行的时间t=
2v0tanθ
g
,所以B正确;

因此竖直方向的速度大小为:vy=gt=2v0tanθ,竖直方向的高度是h=

1
2
gt2=
2
v20
tan2θ
g
,所以D正确;

落回雪坡时的速度大小v=

v2y
+
v20
=v0
1+4tan2θ
,所以A错误;

由斜面倾角可得,落点与起飞点的距离为

h
sinθ
=
2
v20
tan2θ
gsinθ
=
2
v20
sinθ
gcos2θ
,所以C正确;

故选:BCD

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