解题思路:(1)已知物体在O点的受力情况和运动情况,则由牛顿第二定律充当向心力可求得O点的速度;
(2)对运动员开始下落到滑到O点的过程中,由动能定理可求得摩擦力所做的功;
(3)由平抛运动的规律可求得下落时间;对OA过程由机械能守恒定律可未得A点时的速度,则由动量定理可求得动量的变化.
(1)设运动员离开O点时速度为v0,对运动员离开轨道O点时受力分析有:T−mg=m
v20
R
得:v0=
R(T−mg)
m
代入数据解得:v0=10m/s;
(2)运动员从静止下滑至O点的过程中,由动能定理有:mgh+Wf=
1
2m
v20
得:Wf=
1
2m
v20−mg
3
5R
代入数据解得:Wf=-500J;
(3)设运动员落到A点时速度为v,运动员离开O点至落到雪道A点过程竖直下落高度H
则H=
1
2gt2;
O点至A点过程机械能守恒
1
2m
v20+mgH=
1
2mv2;
代入数据联立解得落到雪道上A点时速度的大小v=10
5m/s;
过程动量变化大小△P=mgt=1000N•m/s;
动量变化方向竖直向下.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;动量定理;机械能守恒定律.
考点点评: 高考中对于力学基本规律考查的题目一般都设置了多个过程,要灵活选择物理过程利用所学的物理规律求解.