某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到时,再以做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为,如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为,重力加速度为。
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为,而球拍的倾角比大了并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求应满足的条件。