3.
如图甲所示为某水上乐园的“彩虹通道”游乐项目。当小美从滑道的顶端静止开始滑下,沿滑道ABCD运动过程可以简化为如图乙所示(各段滑道之间顺滑连接,即通过连接点前后的速度大小不变)。已知斜面AB长为20m,与水平面成θ=53°,斜面BC长为2.8m,水平面的夹角为α=37°,小美与滑道AB、BC表面的动摩擦因数为0.5(g=10m/s
2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8;sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)小美沿滑道AB段下滑时的加速度大小;
(2)小美从滑道的顶端静止开始沿滑道ABC至C点时速度的大小;
(3)在滑道末端的水平减速滑道CD长为12m,CD段可以通过改变滑道内水的深度来改变阻力系数k(k为阻力与重力之比)。人若受到大于其自身重力2倍的阻力时,身体会有不适感、会不安全。为保证安全需要,且不能冲出CD轨道,求减速滑道阻力系数k的取值范围。