2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小g=10m/s2.

(1)忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落到1.5km高度处所需要的时间及其在此处速度的大小
(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力,高速运动受阻力大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状,横截面积及空气密度有关,已知该运动员在某段时间内高速下落的v—t图象如图所示,着陆过程中,运动员和所携装备的总质量m=100kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)。

◎ 答案

(1)87s;8.7×102m/s (2)0.008kg/m

◎ 解析


试题分析:(1)设运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t,下落距离为S,在1.5km高度处的速度大小为v,根据运动学公式有:v=gt       ①
      ②
依题意有 S=3.9×104m-1.5×103m         ③
联立①②③式可得:t=87s      ④
v=8.7×102m/s        ⑤
(2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,由牛顿第二定律有:
Mg=kv2max             
由所给的v-t图象可读出 vmax≈360m/s     ⑦
由⑥⑦式可得:k=0.008kg/m        ⑧

◎ 知识点

    专家分析,试题“2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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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