题目内容
(10分)低空跳伞是一种极限运动,一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大,而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限,导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短,所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s,10s末拉开绳索开启降落伞,16.2s时安全落地,并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2,请根据此图象估算:
(1)起跳后2s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小。
(2)运动员从脚触地到最后速度减为0的过程中,若不计伞的质量及此过程中的空气阻力,则运动员所需承受地面的平均冲击力多大。
(1)80N(2)
解析试题分析:(1)由v t图可知,起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动,其加速度
=9.0m/s2 2分
设运动员所受平均阻力为,根据牛顿第二定律有
2分
解得80N 1分
(2)由v t图可知,运动员脚触地时的速度m/s,经时间s速度减为0,设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F,则有 2分
2分
解得 1分
说明 F=2450N也同样得分
考点:匀变速直线运动规律的应用 牛顿第二定律
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