18.(12分)

翼型降落伞有很好的飞行性能。它被看作飞机的机翼,跳伞运动员可方便地控制转弯等动物。其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气摩擦力都受到影响。已知:空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1C1v2;空气摩擦力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2C2v2。其中C1C2相互影响,可由运动员调节,满足如图b所示的关系。试求:

   (1)图a中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹。试对两位置的运动员画出受力示意图并判断,①、②两轨迹中哪条是不可能的,并简要说明理由;

   (2)若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为a,试从力平衡的角度证明:

tanaC2/C1

   (3)某运动员和装备的总质量为70kg,匀速飞行的速度v与地平线的夹角a约20°取

tan20°=4/11,匀速飞行的速度v多大?g取10m/s2,结果保留3位有效数字.

   (4)若运动员出机舱时飞机距地面的高度为800m.飞机飞行速度为540km/h,降落过程中该运动员和装备损失的机械能ΔE多大?

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