题目内容
(08年衡阳市联考)(12分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员受的空气阻力大小与下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20 N?s2/m2,运动员和伞的总质量m=72 kg,设跳伞塔足够高,且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10 m/s2。求:
(1)跳伞员的下落速度达到3 m/s时,其加速度多大?
(2)跳伞员最后的下落速度多大?
(3)若跳伞塔高200 m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,阻力作了多少功?
解析:(1)由牛顿第二定律得
mg-kv2=ma, a==7.5 m/s2 (4分)
(2)跳伞员先加速下落,速度增大,加速度减小。当a=0时速度最大。以后保持匀速运动,则当a=0时,mg=kv12 ∴v1==6 m/s (4分)
(3)损失的机械能ΔE=mgH-mv12=142704 J
阻力做功Wf=-142704J (4分)
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