(2009?江苏模拟)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作.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F
1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F
1=C
1v
2;空气摩擦力F
2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F
2=C
2v
2.其中C
1、C
2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α,试从力平衡的角度证明:tanα=C
2/C
1;
(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α约20°(取tan20°=4/11),匀速飞行的速度v多大?(g取10m/s
2,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△E多大?