题目内容

11.跳伞运动员离开飞机先做4s的自由落体运动,后张开伞匀速直线运动4s.最后19s做匀减速直线运动,着地时速度为2m/s,g取10m/s2,求:
(1)匀减速下降的加速度的大小;
(2)跳伞运动员离开飞机时的高度;
(3)画出跳伞运动员整个过程V-t图象.

分析 (1)跳伞运动员减速下降时初速度等于自由落体运动的末速度,根据加速度的定义式求出加速度.
(2)、(3)跳伞运动员先做自由落体运动,加速度为g=10m/s2,求出末速度.建立坐标系,作出v-t图象;速度图象的“面积”等于跳伞员离开飞机时的高度,由数学知识求解高度.

解答 解:(1)设运动员自由落体历时t1,匀速运动历时t2,减速运动历时t3,4s末的速度为vm,着地速度为v=2m/s,则有:
vm=gt1=10×4=40m/s
匀减速下降的加速度为:a=$\frac{v-{v}_{m}}{{t}_{3}}$=$\frac{2-40}{19}$m/s2=-2m/s2
负号表示方向竖直向上,加速度大小为2m/s2
(2)、(3)跳伞运动员先做自由落体运动,加速度为g=10m/s2,4s末的速度为v=gt=40m/s.张开降落伞匀速下降的速度为40m/s,运动时间为4s.最后做19s匀减速下降,初速度为40m/s,末速度为2m/s.v-t图象如图所示.
则跳伞员离开飞机时的高度为:H=$\frac{{v}_{m}}{2}{t}_{1}$+vmt2+$\frac{{v}_{m}+v}{2}$t3=639m
答:(1)匀减速下降的加速度的大小是2m/s2.;
(2)跳伞运动员离开飞机时的高度是639m;
(3)画出跳伞运动员整个过程V-t图象如图.

点评 本题是多过程问题,要抓住前后两个过程之间的联系,前一过程的末速度即是后一过程的初速度.

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