题目内容
法国人劳伦特?菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演,他从 30m 高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中.已知水对他的阻力(包括浮力)是他所受重力的 3.5 倍,设他起跳速度为零,在空中下落的加速度为 8m/s2,g 取10m/s2.试问:需要准备一个至少多深的水池?
分析:由位移速度关系式可得进入水池的速度,进入水中以后由牛顿第二定律可得加速度,再由位移速度关系可得如水初速度表达式,联立以上三个公式可得水池最小深度.
解答:解:
当人在空中运动时,由运动学规律有:
v2=2a1s1
当人在水中运动时,由牛顿第二定律和运动学规律有:
mg-3.5mg=ma2
-v2=2a2s2
联立以上四式,解得水池的深度至少为:
s2=
=
m=9.6m
答:需要准备一个至少9.6m深的水池
当人在空中运动时,由运动学规律有:
v2=2a1s1
当人在水中运动时,由牛顿第二定律和运动学规律有:
mg-3.5mg=ma2
-v2=2a2s2
联立以上四式,解得水池的深度至少为:
s2=
a1s1 |
-a2 |
8×30 |
-(-2.5×10) |
答:需要准备一个至少9.6m深的水池
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解.
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