速度与激情——冬奥雪车运动背后的科学

2022年2月11日，我国运动员闫文港以4分钟的总成绩获得北京冬奥男子钢架雪车项目铜牌，这是中国运动员首次在该项目上登上奥运领奖台。

钢架雪车，被誉为冰上俯冲机；迅如疾风，势如闪电，处处体现着体育与科技的魅力。它是单人项目，起源于19世纪，运动员推着雪橇起跑，然后头朝前趴在雪橇上进行比赛，它是北京冬奥赛场上最快的项目之——它曾因太过危险而被移除奥运项目，又于2002年回归。

比赛在位于北京延庆的国家雪车雪橇中心举行，赛道全长1975米（比赛长度1615米），有16个角度（其中第11个弯道是回旋弯）坡度不同的弯道（最大坡度18%，平均坡度6%，且有世界第一个360度弯道）。主赛道的垂直落差为127米，相当于47层楼高。最大滑行速度136.8km/h，比高速公路最大限值高149，最大离心加速度4.8g，形如游龙盘踞峻岭间，因此得名“雪游龙”。

理论结果和实际比赛都告诉我们滑行轨迹将是决胜的关键因素，简单来说就是运动员要善于规划路线，缩短总路程。观看比赛很容易发现，如果运动员转弯后磕碰到赛道边缘，或是路线没有那么完美，最终成绩就将大打折扣。

急速过弯时，运动员将受到高达5倍重力的压力，选手能在1分钟内飙完全程，比赛进行四轮，最终成绩为四轮时间之和，即使如此，冠亚军差距也仅在百分之几秒，甚至千分之几秒的时间。

目前转弯模拟和实验吻合程度很高，由于钢架雪车前面有一段助跑，并且这部分对总成绩有影响，许多该项目的运动员都是从田径项目转型的。

（1）钢架雪车，被誉为冰上俯冲机，最高时速可达136.8km/h，运动员及钢架雪车的巨大动能主要由能转化而来。

（2）2022北京冬奥男子钢架雪车比赛中，我国运动员闫文港整个比赛的平均速度为km/h。

（3）在钢架雪车的比赛中，为了提高成绩，下列方案中不可取的是。

A．以最快的速度加速助跑

B．穿流线型紧身运动服

C．运动员趴在钢架雪车上滑行时用力蹬地

D．规划路线，缩短总路程

（4）钢架雪车太过危险的原因在于高速转弯时，容易发生侧翻，且运动员还将承受巨大压力，已知运动员以最大滑行速度136.8km/h通过某回旋弯时所承受的压力N为4.8rmg，转弯处的压力公式为N= ， 请求出该回旋弯处的回旋半径r为（g=10m/s² ， 即g=10N/kg，结果保留一位小数）。

（1）该实验是通过来反映小球动能的大小，这种研究方法叫做；

（2）实验中改变同一小球从斜面上由静止滚下的高度，通过观察比较实验结果可得结论：质量相同时，小球的越大，动能越大；

（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球从斜面（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，观察比较木块被撞移动的距离；

（4）若该实验中的水平面光滑，则（选填“能”或“不能”）顺利进行实验。