某水上游乐场举办了一场趣味水上比赛.如图所示,质量m=50kg的参赛者(可视为质点),在河岸上A点紧握一根长L=5.0m的不可伸长的轻绳,轻绳另一端系在距离水面高H=10.0m的O点,此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°,C点是位于O点正下方水面上的一点,距离C点x=4.8m处的D点固定着一只救生圈,O、A、C、D各点均在同一竖直面内.若参赛者抓紧绳端点,从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定的初速度跃出,当摆到O点正下方的B点时松开手,此后恰能落在救生圈内.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,,g=10m/s2)
小题1:求参赛者经过B点时速度的大小v;
小题2:参赛者从台阶上A点跃出时的动能Ek为多大?
小题3:沿竖直方向适当调节绳端O点的高度(仍在A点上方),参赛者从A点拉直并抓紧轻绳,由静止开始摆下,经O点正下方松开绳,此后也恰能落在救生圈内.试求参赛者松开绳时距水面的高度h.
小题1:v=4.8m/s
小题2: Ek=76J
小题3:
小题1:参赛者从B点到D点做平抛运动
①
②
由①②式代入数据解得v="4.8m/s "
小题2: 参赛者从A点到B点的过程中,由机械能守恒定律
③
其中 ④
由③④式代入数据解得Ek="76J "
小题3:设参赛者经O点正下方时的速度为,则
⑤
⑥
由⑤⑥带入数据解得 ,
(不合题意舍去)