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跳伞运动员从金茂大厦的八十九层的345米高处飞身跃下,跳落到大厦西侧的草坪上.当...

跳伞运动员从金茂大厦的八十九层的345米高处飞身跃下,跳落到大厦西侧的草坪上.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,假定运动员起跳速度忽略不计且跳离平台即打开降落伞,g取10m/s2,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时的加速度大小;
(2)跳伞员最后着地速度大小;
(3)跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失的机械能.
(1)降落伞和运动员整体受重力和阻力,根据牛顿第二定律列式求解加速度; (2)跳伞员先加速运动,阻力越来越大,最后匀速运动,重力和阻力相等,根据平衡条件列式求解; (3)损失的机械能等于减小的重力势能减去增加的动能,即根据能量守恒定律列式求解. 【解析】 (1)由牛顿第二定律:mg-f=ma 其中f=kv2 解得: (2)跳伞员最后匀速运动,根据平衡条件,有: 解得: (3)根据能量守恒定律,损失的机械能为:=72×J 答:(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时的加速度大小为7.5m/s2; (2)跳伞员最后着地速度大小为6m/s; (3)跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失的机械能为1.47×105J.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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