(20分)一般來說,正常人從距地面1.5m高處跳下,落地時速度較小,經(jīng)過腿部的緩
沖,這個速度對人是安全的,稱為安全著地速度。如果人從高空跳下,必須使用降落傘才能安全著陸,其原因是,張開的降落傘受到空氣對傘向上的阻力作用。經(jīng)過大量實驗和理論研究表明,空氣對降落傘的阻力f與空氣密度ρ、降落傘的迎風面積S、降落傘相對空氣速度v、阻力系數(shù)c有關(由傘的形狀、結構、材料等決定),其表達式是f=cρSv2。根據(jù)以上信息,解決下列問題。(取g=10m/s2)
(1)在忽略空氣阻力的情況下,計算人從1.5m高處跳下著地時的速度大小(計算時人可視為質點);
(2)在某次高塔跳傘訓練中,運動員使用的是有排氣孔的降落傘,其阻力系數(shù)c=0.90,空氣密度取ρ=1.25kg/m3。降落傘、運動員總質量m="80kg,張開降落傘后達到勻速下降時,要求人能安全著地,降落傘的迎風面積S至少是多大?"
(3)跳傘運動員和降落傘的總質量m=80kg,從跳傘塔上跳下,在下落過程中,經(jīng)歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個階段。如圖是通過固定在跳傘運動員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運動至達到勻速運動時的v-t圖像。根據(jù)圖像估算運動員做減速運動的過程中,空氣阻力對降落傘做的功。
(1)5.5m/s;(2)47.4m2;(3)
解析試題分析;(1)設人從1.5m高處跳下著地時的安全速度大小為v0,則
(4分)
=m/s=5.5m/s (2分)
(2)由(1)可知人安全著陸的速度大小為m/s,跳傘運動員在空中勻速下降時空氣阻力大小等于運動員的重力,則 (4分)
=m2=47.4m2 (2分)
(3)設空氣阻力對降落傘做功為Wf,由v-t圖可知,降落傘張開時運動員的速度大小v1=20m/s,運動員收尾速度即勻速直線運動的速度v2=5.0m/s,設在這段時間內運動員下落的高度為h,根據(jù)動能定理
mgh+Wf= Wf="-" mgh+(4分)
(說明以上兩式只要有一個正確就給4分)
由v-t圖線和時間軸所圍面積可知,在0~3s時間內運動員下落高度h=25m,(2分)
帶入數(shù)據(jù)解得: (2分)
說明:由于h是估算值,至都算正確。
考點:勻變速直線運動,動能定理
科目:高中物理 來源: 題型:單選題
汽車遇情況緊急剎車,經(jīng)1.5 s停止,剎車距離為9 m.若汽車剎車后做勻減速直線運動,則汽車停止前最后1 s的位移是( )
A.4.5 m | B.4 m | C.3 m | D.2 m |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
某物體的初速度為2m/s,在4 s的時間內速度均勻增大到6m/s,那么該物體的加速度是________ m/s2 ,在這段時間內發(fā)生的位移x為 m.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)烏魯木齊BRT(快速公交)I號線,全線共21個(包括首末)站點。公交車正常運行 過程中,進站時加速度的大小為2.5m/s2,停站時間為20s,出站時加速度大小為2m/s2,其余路段均以36km/h的速率行駛。若公交車從首站出發(fā)到末站的過程中,中途不停靠任何站點以36km/h的速率行駛,全線所用時間比全線正常運行所用的時間少多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
1935年在蘇聯(lián)的一條直鐵軌上,有一列火車因蒸氣不足而停駛,駕駛員將貨車廂甲留在現(xiàn)場,只拖著幾節(jié)車廂向前不遠的車站開進,但他忘了將貨車車廂剎好,以致貨車廂在斜坡上以4m/s的速度勻速后退,此時另一列火車乙正在以的速度16m/s向該貨車廂駛來,駕駛技術相當好的駕駛員波爾西列夫立即剎車,緊接著加速倒退,結果恰好接住了貨車廂甲,從而避免了相撞,設列車乙剎車過程和加速倒退過程均為勻變速直線運動,且加速度大小均為2m/s2,求波爾西列夫發(fā)現(xiàn)貨車廂甲向自己駛來而立即開始剎車時,兩車相距多遠?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,質量M=0.8kg、長L=0.9m、高h=0.45m的矩形滑塊置于水平地面上,滑塊與地面間動摩擦因數(shù);滑塊上表面光滑,其右端放置一質量m=0.2kg的小球。現(xiàn)給滑塊一水平向右的瞬時沖量,經(jīng)過一段時間后小球落地。求小球落地時距滑塊左端的水平距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
跳傘運動員做低空跳傘表演,他離開飛機后先做自由落體運動,當距離地面 125 m打開降落傘,傘張開后運動員就以14.3 m/s2的加速度做勻減速運動,到達地面時速度為5 m/s,問:
(1)運動員離開飛機時距地面的高度為多少?
(2)離開飛機后,經(jīng)過多少時間才能到達地面?(結果小數(shù)點后保留兩位)(g="10" m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
短跑運動員完成100m賽跑的過程可簡化為勻加速運動和勻減速運動兩個階段。一次比賽中,某運動員用11.00s跑完全程。已知運動員在加速階段的第2s內通過的距離為7.5m,求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運動,用10s時間通過一座長100m的橋,它開上橋頭時速度為5 m/s,過橋后速度是15m/s,汽車可以看成質點。求:
(1)汽車加速度有多大?
(2)橋頭與出發(fā)點相距多遠?
(3)汽車從出發(fā)到橋中間用了多少時間?
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