风洞飞行已成继蹦极运动后又一个刺激的挑战运动,由于人受到风力的大小与正对面积成正比,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,所以人可通过调整身姿以

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

风洞飞行已成继蹦极运动后又一个刺激的挑战运动,由于人受到风力的大小与正对面积成正比,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,所以人可通过调整身姿以改变所受的向上的风力大小,以获得不同的运动效果,如图所示,理论上可认为风洞内总的向上的风速、风量保持不变,已知人水平横躺时受风力面积最大,且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的1/8,人从最高点A静止开始下落,运动中可达到最大速度为v,经过最短时间刚好到达最低点C处,重力加速度为g,则:
(1)人由A点到C点过程中,受到风力的最大值是多少?
(2)人由A点到C点过程中运动的最短时问是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)由题意知:F=ks,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,则有
     mg=k
smax
2

而最大风力为Fm=ksmax
解得Fm=2mg
(2)当人先以最大加速度匀加速运动,后以最大加速度匀减速运动时用时最短.
根据牛顿第二定律得:
加速阶段:mg-Fmin=ma1
  而Fmin=k?
smax
8
=
1
4
mg,
则得 a1=
3
4
g

  运动时间为 t1=
v
a1
=
4v
3g

减速阶段:可看作反向的匀加速运动,有Fmax-mg=ma2,得 a2=g,运动时间为t2=
v
a2
=
v
g

故人由A点到C点过程中运动的最短时问是t=t1+t2=
7v
3g

答:
(1)人由A点到C点过程中,受到风力的最大值是2mg.
(2)人由A点到C点过程中运动的最短时问是
7v
3g

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“风洞飞行已成继蹦极运动后又一个刺激的挑战运动,由于人受到风力的大小与正对面积成正比,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,所以人可通过调整身姿以…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】  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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