Question

跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当下落180m时打开降落伞，伞张开后运动员就以11m/s²的加速度做匀减速直线运动，到达地面时速度为5m/s．（取g=10m/s²）问：
（1）运动员离开飞机多少秒后打开降落伞？
（2）运动员打开伞时的速度大小是多少？
（3）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？
（4）离开飞机后，经过多少时间才能到达地面？

Answer

（1）飞行员下落180m后打开降落伞，此过程做自由落体运动，根据自由落体运动位移时间关系即可求解；
（2）运动员自由下落180m，加速度为g，由速度-位移关系式求出运动员打开降落伞时速度．
（3）伞张开后运动员做匀减速运动，初速度等于自由落体运动的末速度，由速度-位移关系式求解加速度．
（4）由速度公式分别两个过程的时间，再求总时间．
【解析】
（1）飞行员下落180m后打开降落伞，此过程做自由落体运动，
由s=gt2解得t=6s可知飞行员经过6s打开伞．
（2）由vt=gt，
解得vt=60 m/s，
可得飞行打开伞时的速度为60 m/s
（3）飞行员打开降落伞时的速度以初速度60 m/s，末速度5m/s匀减速运动，
由vt2-v2=2as、可求得运动员打开伞后所通过的位移S2=162.5m，
运动员自由下落距离为s1=180 m，
运动员离开飞机时距地面高度为s=s1+s2=342.5 m．
（4）自由落体运动的时间为t1=6 s，
打开伞后运动的时间为t==5s，
离开飞机后运动的时间为t=t1+t2=11 s
答：（1）运动员离开飞机6秒后打开降落伞；
（2）运动员打开伞时的速度大小是60 m/s；
（3）运动员离开飞机时距地面的高度为342.5 m；
（4）离开飞机后，经过多少时间才能到达地面11 s．