题目内容
2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯•鲍姆加特纳乘气球升至约33.5km的高空后跳下,经过一段时间到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.重力加速度的大小g取10m/s2.
(1)若忽略空气阻力,该运动员从静止开始下落至1.5km高度处速度的大小约为多少?
(2)实际上,物体在高空中下落时,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降,我们把这个速度叫做收尾速度.高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100kg,则该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数k约为多少?
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| 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.. | |
| 专题: | 牛顿运动定律综合专题. |
| 分析: | (1)忽略空气阻力时运动员做自由落体运动,由运动公式可求得速度; (2)由图象可读出最大速度,再由达到最大速度时的平衡关系可求得阻力系数. |
| 解答: | 解:(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处,下落的高度为: h=h1﹣h2=33.5﹣1.5=32km 在1.5 km高度处的速度大小为v,根据运动学公式有v2=2gh 得v=800 m/s (2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,根据牛顿第二定律有: mg=kvm2 由所给的vt图象可读出:vmax=350 m/s 求得:k=0.008 kg/m; 答:(1)该运动员从静止开始下落至1.5km高度处速度的大小约为800m/s; (2)该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数k约为0.008kg/m. |
| 点评: | 本题考查自由落体、牛顿第二定律的应用及读数能力,要学会认真分析物理过程,明确受力情况,即可求解. |
如图所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为8V.如果他把电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
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| A. | 小于4V | B. | 等于4V | C. | 大于4V小于8V | D. | 等于或大于8V |
如图所示,一倾斜木板上放一质量为m物体,当板的倾角θ逐渐增大时,物体始终保持静止状态,则物体所受( )
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| A. | 重力变大 | B. | 支持力变大 | C. | 摩擦力变大 | D. | 合外力变大 |
关于作用力和反作用力,下列说法正确的是( )
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| A. | 作用力和反作用力作用在不同物体上 |
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| B. | 作用力和反作用力的大小有时相等,有时不相等 |
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| C. | 只有两物体处于平衡状态时,作用力和反作用力才大小相等 |
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| D. | 只有两个物体质量相同时,作用力和反作用力才大小相等 |
物体从距地面H高处开始做自由落体运动,经过时间t,它下落的高度为
,则物体从起点下落到地面所用的时间是( )
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| A. |
| B. | 2t | C. |
| D. | 4t |
有科学家曾设想,未来人类将离开地球到宇宙中去生活,科学家设计了如图所示的宇宙村,它是一个圆形的密闭建筑,人们生活在圆环的边上.为了使人们在其中生活且不至于有失重感,可以让它旋转起来.则关于设想的下列说法中正确的是( )
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| A. | 若要使人类在其中生活时的感觉和在地球上一样(没有失重感),当“宇宙村”转动时,生活在圆环边沿的人的向心加速度应等于地球表面的重力加速度值 |
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| B. | 当“宇宙村”转动时,生活在圆环边沿的人受大于重力的静摩擦力作用 |
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| C. | 当“宇宙村”转动时,生活在圆环边沿的人受竖直向下的重力作用 |
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| D. | 当“宇宙村”转动时,生活在圆环边沿的人受弹力和向心力作用 |