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跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,设跳伞塔足够高且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10m/s2,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时,其加速度多大?
(2)跳伞员最后下落速度多大?
分析:当跳伞运动员在下落时,由于受到空气阻力、重力且阻力与速度的平方有关,当下落时速度变大导致阻力变大,所以在下落过程中是加速度变小的运动.但在某一状态可用牛顿第二定律列式,从而可求出此状态的加速度.随着速度不断变大,阻力也增加,加速度在渐渐变小,当重力与阻力相等时,加速度为零,此时速度达最大,即为下落速度.
解答:解:(1)对跳伞运动员受力分析,物体受重力与阻力;
由牛顿第二定律可得
mg-kv2=ma  则有a=
mg-kv2
m
 
代入数据可有:a=7.5m/s2  
(2)对跳伞运动员受力分析,重力与阻力 
随着阻力不断变大,当阻力与重力相等时,加速度为零
则有mg-kv2=0   
v=
mg
k
=6m/s
点评:牛顿第二定律、受力平衡应用.虽加速度变化,但可列出某一状态方程.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,设跳伞塔足够高且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10m/s2,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时,其加速度多大?
(2)跳伞员最后下落速度多大?
(3)若跳伞塔高200m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失了多少机械能?

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科目:高中物理 来源: 题型:

跳伞运动员从跳伞塔上无初速度跳下,下落0.3s时打开降落伞,若打开降落伞前空气阻力不计;打开降落伞后,伞和运动员受的空气阻力大小与下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N?s2/m2,运动员和伞的总质量m=72kg,设跳伞塔足够高,取g=10 m/s2.求:
(1)跳伞运动员下落0.3s时速度大小;
(2)跳伞运动员下落速度达到4m/s时的加速度大小;
(3)跳伞运动员最后的下落速度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(08年衡阳市联考)(12分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员受的空气阻力大小与下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20 N?s2/m2,运动员和伞的总质量m=72 kg,设跳伞塔足够高,且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10 m/s2。求:

(1)跳伞员的下落速度达到3 m/s时,其加速度多大?

(2)跳伞员最后的下落速度多大?

(3)若跳伞塔高200 m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,阻力作了多少功?

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年北京市石景山区高三第一学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(8分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞打开后,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f = kv2,已知比例系数k = 20 Ns2/m2,运动员和伞的总质量m = 72kg.设跳伞塔足够高,且运动员跳离塔后即打开伞,取g = 10 m/s2

(1)求下落速度达到v = 3 m/s时,跳伞运动员的加速度大小;

(2)求跳伞运动员最终下落的速度;

(3)若跳伞塔高 h = 200 m,跳伞运动员在着地前已经做匀速运动,求从开始跳下到即将触地的过程中,伞和运动员损失的机械能.

 

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