一位质量为60kg的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,当下落到距离地面125m高处时立即打开降落伞,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为145

◎ 题目

一位质量为60kg的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,当下落到距离地面125m高处时立即打开降落伞,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为1458N,到达地面时的速度为5m/s,重力加速度g取10m/s2,在不考虑风力和运动员所受空气阻力情况下,求:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度;
(2)离开飞机后,运动员经过多长时间才能到达地面.

◎ 答案

(1)运动员先做自由落体运动,当下落到距离地面s2=125m高时的速度为v,
运动员打开降落伞时,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为1458N,
由牛顿第二定律可得:f-mg=ma
a=
f-mg
m
=
1458-600
60
m/s2=14.3m/s2

由落地速度5m/s匀减速运动,
由vt2-v02=2as2,可知,
v0
=60m/s

运动员打开伞前,所通过的位移设为S1
根据
v20
=2gs1

运动员自由下落距离为s1=180m,
运动员离开飞机时距地面高度为s=s1+s2=180m+125m=305m.
(2)自由落体运动的时间为t1=
v0
g
=
60
10
s=6s

打开伞后运动的时间为t=
vt-v0
a
=
5-60
14.3
s=3.85s

离开飞机后运动的时间为t=t1+t2=6s+3.85s=9.85s
答:(1)运动员离开飞机时距地面的高度305m;
(2)离开飞机后,运动员经过9.85s才能到达地面.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一位质量为60kg的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,当下落到距离地面125m高处时立即打开降落伞,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为145…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】  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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