题目内容
(2013上海市虹口区期末)总质量为70kg的跳伞运动员从离地1000 m的直升飞机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示为运动员跳伞过程中的v-t图,试根据图象:
(1)求t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小;
(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功;
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
解:
(1)从图中可以看出,在t=2 s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为
a= =m/s2=7.5 m/s2 .
设此过程中运动员受到的阻力大小为Ff,
根据牛顿第二定律有mg-Ff=ma, 1分
则Ff=m(g-a)=70×(10-7.5)N=175N
(2)从图中估算得出运动员在14 s内下落了25×2×3m=150 m 2分 根据动能定理有mgh-Wf=mv2 2分 所以有Wf=mgh-mv2=(70×10×150-×70×62) J≈1.04×105 J . 1分
(3)14 s后运动员做匀速运动的时间为
t′= =s=141.67s 2分
运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间
t总=t+t′=(14+141.67) s=155.67 s. 2分