2022年2月我国成功举办了第24届“冬奥会”,冬奥会让冰雪运动走向大众,让更多人认识冰雪,爱上冰雪,北京冬奥留下的不只是场馆设施等物质遗产,还有影响深远的文化和精神遗产。如图甲所示为2022年北京冬奥会首钢滑雪大跳台,将其简化为如图乙所示模型:
段和
段是长度均为
的倾斜滑道,倾角均为
;
段是半径
的一段圆弧轨道,圆心角为
, 与
段平滑连接;
段为结束区。一滑雪爱好者连同装备总质量
, 从A点由静止出发沿着滑道
下滑,从C点水平抛出落到斜面
上的
点,点
到
的距离
。该爱好者可看作质点,将
到
的运动简化为平抛运动处理。忽略其运动过程中所受的空气阻力,
, 重力加速度
取
。求: