Question

19．某跳伞运动员的质量80千克，降落伞的质量是 20 千克．
（1）打开降落伞后的某一时间段内，伞和运动员一起向下运动，受到空气阻力f=300N，求他们受到的合力大小和方向？
（2）若伞和运动员在空中一起匀速竖直下降，求所受到的空气阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）跳伞运动员和降落伞受到的总重力和空气阻力的作用，这两个力的大小决定了运动员的运动状态，重力大于阻力时，加速下降；重力等于阻力时，匀速下降；重力小于阻力时，减速下降．合力方向与较大的力的方向相同；
（2）跳伞运动员和伞在空中做匀速直线运动，受到力是平衡力，二者大小相等，方向相反．

解答 解：人和伞的总重力：G=G_人+G_伞=（m_人+m_伞）g=（80kg+20kg）×10N/kg=1000N．
（1）打开降落伞后的某一时间段内，伞和运动员一起向下加速运动，重力大于阻力，合力为F=G-f=1000N-300N=700N，方向竖直向下；
（2）由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，处于匀速直线运动状态，所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为1000N，方向为竖直向上．
故答案为：（1）打开降落伞后的某一时间段内，伞和运动员一起向下运动，受到空气阻力f=300N，受到的合力大小为700N和方向竖直向下；
（2）若伞和运动员在空中一起匀速竖直下降，求所受到的空气阻力是1000N．

点评 判断物体受力大小一定要结合物体的运动状态，物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力．