跳傘運動員從直升機(jī)上由靜止下落,設(shè)運動員:
- 教育綜合
- 2023-08-06 17:44:11
跳傘運動員從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止開始下落,已知運動員在打開降落傘之前做自由落體運動,打開降
B |
試題分析:運動員在空中先做自由落體運動,速度由零開始均勻增加; 打開傘后做勻速直線運動,速度為平行于時間軸的直線,故運動員的圖象為B; 故選B. 點評:本題真接根據(jù)運動員的運動速度的變化即可選取,題目較為簡單. |
分某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,跳離飛機(jī)一段時間后打開降落傘做減速下落
⑴h=20m;⑵k=200N·s/m;⑶a=30m/s 2 ,方向豎直向上;T=312.5N。 |
試題分析:⑴由圖a可知,打開降落傘瞬間人的速度為v 0 =20m/s 根據(jù)自由落體運動規(guī)律可知,打開降落傘前人自由下落的距離為:h= =20m ⑵由圖a可知,當(dāng)運動員下落速度為v=5m/s時,速度不再變化,即勻速下落,此時對人和傘整體受重力(M+m)g和空氣阻力f作用,根據(jù)平衡條件有:f=(M+m)g① 又因為有:f=kv② 由①②式聯(lián)立解得:k= =200N·s/m ⑶打開傘瞬間對人和傘整體,根據(jù)牛頓第二定律有:kv 0 -(M+m)g=(M+m)a 解得:a= -g=30m/s 2 ,方向豎直向上 設(shè)此時每根繩的拉力為T,對運動員根據(jù)牛頓第二定律有:8Tsin53°-Mg=Ma 解得:T=312.5N |
某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下,跳離飛機(jī)一段時間后打開降落傘做減速下落.他
(1)開傘前運動員做自由落體運動,設(shè)開傘時運動員下落速度為v1,有:
v12=2gh…①
由圖甲得:
v1=20m/s…②
聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得:
h=20m…③
(2)設(shè)最終運動員勻速下降時速度為v2,由題有:
kv2-(M+m)g=0…④
kv1-(M+m)g=(M+m)a…⑤
v2=5m/s…⑥
聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得:
k=200N?s/m…⑦
a=30m/s2,方向豎直向上.…⑧
(3)以運動員為研究對象,由題知剛開傘時懸繩對運動員拉力最大,設(shè)為F′.由牛頓運動定律有:
8F′cosθ-mg=ma…⑨
根據(jù)牛頓第三定律:
Fmin=-F′…⑩
聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得:
Fmin=312.5N,即懸繩能承受的拉力至少為312.5N.…?
答:(1)打開降落傘前人下落的距離為20m;
(2)求阻力系數(shù)k為200N?m/s,打開傘瞬間的加速度a的大小為30m/s2,方向豎直向上;
(3)懸繩能夠承受的拉力至少為312.5N.
某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,
解析:(1)由圖a可知,打開降落傘時運動員的速度v0=20 m/s,所下落距離為h0==20 m. (2)由圖a可知,跳傘運動員最后做勻速運動,其末速度為v=5 m/s,由平衡條件得:kv=2mg,k=200 N·s/m, 打開降落傘瞬間對整體有:k-2mg=2ma,a==30 m/s2,方向豎直向上. (3)設(shè)每根繩的拉力為F,在打開降落傘瞬間繩的拉力最大. 以運動員為研究對象有: 8Fcos 37°-mg=ma,F==312.5 N. 由牛頓第三定律得:懸繩能承受的拉力至少為312.5 N. 答案:(1)20 m (2)200 N·s/m 30 m/s2 豎直向上 (3)312.5 N跳傘運動員做跳傘練習(xí)時,從停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,在空中下落經(jīng)歷先加速后減速兩個過程。加速
AC |
加速下降過程傘不打開,且加速度a 系統(tǒng)所受合外力先向下后向上,故B錯誤 阻力跟運動方向始終相反,所以阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功,故C正確 除去重力以外的力對物體做正功,機(jī)械能增加,對物體做負(fù)功機(jī)械能減少,因為阻力始終對物體做負(fù)功,故機(jī)械能一直在減小,故D錯誤 故選AC |
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