特警队员从悬停在空中离地235米高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特警队员和他携带的武器质量共为80kg,设特警队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力,紧握绳

◎ 题目

特警队员从悬停在空中离地235米高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特警队员和他携带的武器质量共为80kg,设特警队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力,紧握绳子时可获得1000N的摩擦阻力,下滑过程中特警队员不能自由落体,至少轻握绳子才能确保安全.g取10m/s2.求:
(1)特警队员轻握绳子降落时的加速度是多大?
(2)如果要求特警队员着地时的速度不大于5m/s,则特警队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少(用文字叙述或v-t图表示均可),最少时间为多少?

◎ 答案

(1)根据牛顿第二定律,有
a1=
mg-f1
m
=
800-200
80
=7.5m/s2

即特警队员轻握绳子降落时的加速度是7.5m/s2
(2)先加速到一定速度后立即减速,到达地面时正好为5m/s速度,用时最短;

魔方格

减速时加速度为
a2=
f2-mg
m
=
1000-800
80
=2.5m/s2

设最大速度为vm,根据运动学公式,有
v2m
2a1
+
v2m
-v2
2a2
=235

解得
vm=30m/s
故总时间为
t=t1+t2=
vm
a1
+
vm-v
a2
=14s

即最少时间为14s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“特警队员从悬停在空中离地235米高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特警队员和他携带的武器质量共为80kg,设特警队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力,紧握绳…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【牛顿第二定律】  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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