题目内容
5．
在反恐演习中，某一特警队员从悬停在离地面高度为1020m的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞．特警队员打开伞后运动的速度图线如图a所示，最终匀速落地（一直竖直下落）．设伞所受阻力f与速度v2成正比，即f=kv2．人和其它设备的阻力可以忽略不计．已知人与设备的总质量为100kg，g取10m/s2．（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？
（2）求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a各为多大？
（3）求从打开降落伞到落地的全过程中，空气对人和设备的作用力所做的总功？
分析 （1）打开降落伞前人做自由落体运动，由图象求出打开降落伞时的速度，根据位移速度公式即可求解；
（2）由a图可知，当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，根据阻力公式与平衡条件可以求出阻力系数k，根据牛顿第二定律求解加速度；
（3）从打开降落伞到落地的全过程中，应用动能定理求出空气对人和设备的作用力所做的总功．
解答 解：（1）由图象可知，打开降落伞时，速度v0=20m/s，
打开降落伞前人做自由落体运动，由匀变速运动的速度位移公式得：
下落高度为：h=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}$=$\frac{2{0}^{2}}{2×10}$=20m；
（2）由图象可知，当速度v=10m/s时，特警队员做匀速运动，
由平衡条件得：kv2=mg，k=$\frac{mg}{{v}^{2}}$=$\frac{100×10}{1{0}^{2}}$=10N•m/s，
由牛顿第二定律得，打开伞的瞬间，加速度：
a=$\frac{k{{v}_{0}}^{2}-mg}{m}$
代入数据得：a=30m/s2，方向竖直向上；
（3）从打开降落伞到落地整个过程中，由动能定理得：
mg（H-h）-W=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02，
代入数据解得：W=1.015×106J；
答：（1）打开降落伞前人下落的距离为20m；
（2）求阻力系数k为10N•m/s，打开伞瞬间的加速度a的大小为30m/s2，方向竖直向上；
（3）空气对人和设备的作用力所做的总功为1.015×106J．
点评 本题要求同学们能根据速度图象分析出运动员的运动情况，知道当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，难度适中．
练习册系列答案
相关题目
15．在一段粗细均匀的金属丝上加上电压U，在t时间内通过截面的电量为Q，现将金属丝均匀拉长，使其直径变为原来的一半，再在两端加上相同的电压U，在同样的t时间内通过其截面的电量为（ ）
| A． | 4Q | B． | 2Q | C． | $\frac{1}{4}$Q | D． | $\frac{1}{16}$Q |
16．真空中有三个完全一样的金属球，A带的电荷量为4C，B、C两球不带电．A先与B接触后，再与C接触，则C球带的电荷量为（ ）
| A． | 1C | B． | 2C | C． | 3C | D． | 4C |
13．在物理学的重大发现中，科学家总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等，以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（ ）
| A． | 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法 | |
| B． | 根据速度的定义式，当△t非常小时，v=$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法 | |
| C． | 伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这运用了类比法 | |
| D． | 在推导匀变直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法 |
20．
质量分别为m和M的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M与水平面间的动摩擦因数均为μ．现对M施加一个水平力F，则以下说法中不正确的是（ ）
质量分别为m和M的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M与水平面间的动摩擦因数均为μ．现对M施加一个水平力F，则以下说法中不正确的是（ ）| A． | 若两物体一起向右匀速运动，则M受到的摩擦力等于F | |
| B． | 若两物体一起向右匀速运动，则m与M间无摩擦，M受到水平面的摩擦力大小等于μmg | |
| C． | 若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力的大小等于F-Ma | |
| D． | 若两物体一起以加速度a向右运动，M受到的摩擦力大小等于μ（m+M）g+ma |
10．
如图所示，质量为m，带电-q的滑块从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止开始下滑，如果斜面处于垂直于纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度为B．若斜面足够大，滑块在斜面上滑行的最大速度和最大距离分别为多少？
如图所示，质量为m，带电-q的滑块从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止开始下滑，如果斜面处于垂直于纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度为B．若斜面足够大，滑块在斜面上滑行的最大速度和最大距离分别为多少？ 
在“测定某电阻丝的电阻率”实验中
14．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．计数点2的速度为0.36m/s，该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）
（2）改变砝码个数，测量加速度如表所示
请根据实验数据在图并中作出a-F的关系图象．
（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因．
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．计数点2的速度为0.36m/s，该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）
（2）改变砝码个数，测量加速度如表所示
| 砝码及砝码盘总重力F/N | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
| 加速度a/（m•s-2） | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因．
某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研究绳的拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、刻度尺、天平（包括砝码）．实验装置如图：