【題目】(2014·全國(guó)卷ⅡT24)2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下，經(jīng)過(guò)4分20秒到達(dá)距地面約1.5 km高度處，打開(kāi)降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.

(1)若忽略空氣阻力，求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5 km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小；

(2)實(shí)際上，物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)．已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的vt圖象如圖所示．若該運(yùn)動(dòng)員和所帶裝備的總質(zhì)量m＝100 kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù)．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

【答案】(1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m

【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和平衡條件解題．

(1)設(shè)該運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始自由下落至1.5 km高度處的時(shí)間為t，下落距離為s，在1.5 km高度處的速度大小為v.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

v＝gt ①

s＝gt2 ②

根據(jù)題意有s＝3.9×104 m－1.5×103 m＝3.75×104 m ③

聯(lián)立①②③式得t＝87 s ④

v＝8.7×102 m/s. ⑤

(2)該運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最大速度vmax時(shí)，加速度為零，根據(jù)平衡條件有

mg＝k ⑥

由所給的vt圖象可讀出

vmax≈360 m/s ⑦

由⑥⑦式得

k＝0.008 kg/m. ⑧

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被等溫壓縮時(shí)，壓強(qiáng)增大，從微觀角度分析是因?yàn)椋?）
A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大
B.器壁單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)受到分子碰撞次數(shù)增多
C.氣體分子數(shù)增加
D.氣體分子數(shù)密度增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于下列器材的原理和用途，正確的是

A. 變壓器可以改變交變電壓但不能改變頻率

B. 扼流圈對(duì)交流電的阻礙作用是因?yàn)榫�圈存在電阻

C. 真空冶煉爐的工作原理是爐體產(chǎn)生渦流使?fàn)t內(nèi)金屬熔化

D. 磁電式儀表中用來(lái)做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體動(dòng)量變化量的大小為5kgm/s，這說(shuō)明（ ）
A.物體的動(dòng)量一定在減小
B.物體的動(dòng)量一定在增大
C.物體的動(dòng)量大小也可能不變
D.物體的動(dòng)量大小一定變化

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為2kg的物體在如圖甲所示的xoy平面上運(yùn)動(dòng)，在x方向的v-t圖像和y方向的s-t圖像分別如圖乙、丙所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 前2s內(nèi)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) B. 物體的初速度為8m/s

C. 2s末物體的速度大小為8m/s D. 前2s內(nèi)物體所受的合外力大小為8N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A．物體的位置一但確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定

B．物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能比越大

C．一個(gè)物體的重力勢(shì)能從－5J變化到－3J，重力勢(shì)能變大了

D．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于天然放射線性質(zhì)的說(shuō)法正確的是（ ）
A.γ射線就是中子流
B.α射線有較強(qiáng)的穿透性
C.β射線是高速電子流
D.電離本領(lǐng)最強(qiáng)的是γ射線

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為L、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B＝kt(常量k>0)．回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央，定值電阻R1＝R0、.閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則(　　 )

A. R2兩端的電壓為

B. 電容器的a極板帶正電

C. 滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍

D. 正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kL2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面（紙面）內(nèi)，其上端接一阻值為R的電阻；在兩導(dǎo)軌間OO′下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)使電阻為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開(kāi)始自OO′位置釋放，向下運(yùn)動(dòng)距離d后速度不再變化。（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．

(1)求棒ab在向下運(yùn)動(dòng)距離d過(guò)程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱；

(2)棒ab從靜止釋放經(jīng)過(guò)時(shí)間t0下降了,求此時(shí)刻的速度大小；

(3)如圖乙在OO′上方區(qū)域加一面積為s的垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)B'，棒ab由靜止開(kāi)始自OO′上方一某一高度處釋放，自棒ab運(yùn)動(dòng)到OO′ 位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，B'隨時(shí)間t的變化關(guān)系，式中k為已知常量；棒ab以速度v0進(jìn)入OO′下方磁場(chǎng)后立即施加一豎直外力使其保持勻速運(yùn)動(dòng)。求在t時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量和電阻R的電功率。

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