(1)设第一次经过圆弧最低点C时速度大小为v,根据机械能守恒定律有:
mv2=mgR…①1 2
设设第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小为F,则:F?mg=m
…②v2 R
联立①②两式得:F=1500N
(2)设从A到D过程中BC段摩擦力做功为W,由动能定理得:mg(h?R)+W=0?
m1 2
v
代入数据解得:W=-125J
设运动员在D点相对A点具有重力势能为EP,则有:Ep=mg(R-h)=50×10×(3-2)=500J
EP>|W|
能从D点返回到A点.
(3)由题知,运动员从D点上升到最高点所经历的时间t=0.6s.设t时间内上升的高度为H,则H=
gt21 2
根据功能关系,蹬地增加的动能转化为上升H高度增加的重力势能,即:EK=mgH
代入数据解得:Ek=900J.
答:(1)运动员第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小为1500N;
(2)能从D点返回到A点.
(3)其在BC段需通过蹬地增加900J的动能.