题目内容

【题目】“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目,它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。假设风洞内向上的风量和风速保持不变,表演者调整身体的姿态,通过改变受风面积(表演者在垂直风力方向的投影面积),来改变所受向上风力的大小。已知人体所受风力大小与受风面积成正比,人水平横躺时受风面积最大,设为S0,站立时受风面积为 S0;当受风面积为 S0时,表演者恰好可以静止或匀速漂移。如图所示,某次表演中,人体可上下移动的空间总高度为H,表演者由静止以站立身姿从A位置下落,经过B位置时调整为水平横躺身姿(不计调整过程的时间和速度变化),运动到C位置速度恰好减为零。关于表演者下落的过程,下列说法中正确的是

A.从A至B过程表演者的加速度大于从B至C过程表演者的加速度

B.从A至B过程表演者的运动时间小于从B至C过程表演者的运动时间

C.从A至B过程表演者动能的变化量大于从B至C过程表演者克服风力所做的功

D.从A至B过程表演者动量变化量的数值小于从B至C过程表演者受风力冲量的数值

【答案】D

【解析】

试题分析:设人体横躺下时的受风面积为S,风力同受风面积的比例常数为K,则有F=KS,故在A点处有:F=mg-ks/8=ma1; 在B点处有: F=ks-mg=ma2 当受风面积在S/2时处于平衡状态有:mg=ks/2,综合以上几式可以得到:a1=3g/4; a2=g;故A错;在AB过程中做匀加速直线,在BC过程中做匀减速直线,且全过程中初末的速度均为0,由运动学规律可以得AB过程的时间比BC过程的时间要长,则B错;在AB过程中的动能的变化量等于合力的功,设到B点的速度为V,则在AB过程中的动能的变化量为MV2/2,在BC过程中的合力的功为-MV2/2,而BC过程中的风力做的负功加上重力做的正功应为-MV2/2,则必然这个克服风力做的负功要大于MV2/2,故C错;依上分析结合动量定律可以得D是正确的;

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