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跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,设跳

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,设跳伞塔足够高且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10m/s2,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时,其加速度多大?
(2)跳伞员最后下落速度多大?
(3)若跳伞塔高200m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失了多少机械能?

◎ 答案

(1)因为运动员受的空气阻力f=kv2和重力作用,
由牛顿第二定律:mg-f=ma
解得:a=g-
kv2
m
=7.5m/s2
(2)跳伞员最后匀速运动,
即重力与空气阻力平衡:mg=kv2
解得:v=6m/s
(3)损失的机械能是由于空气阻力,但是空气阻力是随速度变化的力,所以不能直接解出其所做的功,我们可以解出动能和重力势能之和一共减少多少,即损失了多少机械能.
损失机械能:△E=mgH-
1
2
mv2=1.43×105
答:(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时,其加速度为7.5m/s2
(2)跳伞员最后下落速度为v=6m/s
(3)若跳伞塔高200m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失了1.43×105J 机械能.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,设跳…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【功能关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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