一质量为50 kg的男孩在距离河流40 m高的桥上做"蹦极跳",未拉伸前长度AB为15 m的弹性绳一端缚着他的双脚.另一端则固定在桥上的A点,如图所示,然后男孩从桥面下坠直至贴近水面的最低点D,假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律,不考虑空气阻力、男孩的大小和绳的质量忽略不计(g取10 m/s2),且男孩的速率v跟下坠的距离s的变化如图所示.男孩在C点时的速率最大.
(1)当男孩在D点时,求绳储存的弹性势能;
(2)绳的劲度系数是多少?
(3)就男孩在AB、 BC和CD期间的运动,试讨论作用于男孩的力;
(4)从绳刚开始拉伸,直至男孩到达最低点D,男孩的运动可视为简谐运动,他的平衡位置离桥墩有多远?求他的振幅;
(5)求男孩由C下坠至D所需时间.(简谐运动的周期公式为)