某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中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做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙。已知人的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比,即Ff=kv (g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)。求:
(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的大小和方向?
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
【知识点】牛顿第二定律;牛顿第三定律.C1 C2
【答案解析】(1)20m;(2)30m/s2,方向竖直向上;(3)312.5N.解析: (1)设打开降落伞时的速度为v0,下落高度为h0
h0==20 m
(2)设匀速下落时速度为v,则v=5 m/s,由kv=2mg,得k=200 N·s/m。
对整体:kv0-2mg=2ma,a==30 m/s2 方向竖直向上
(3)设每根绳拉力为FT,以运动员为研究对象有:
8FTcos37°-mg=ma,
得:F=312.5 N。
由牛顿第三定律得,悬绳能承受的拉力至少为312.5 N
【思路点拨】(1)打开降落伞前人做自由落体运动,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kv=2mg即可求解k,根据牛顿第二定律求解加速度;(3)设每根绳的拉力为T,以运动员为研究对象,根据牛顿第二定律即可求解.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.
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如图所示,轻质弹簧上端固定在O点,下端系一小球.将小球拉至N处,此时弹簧水平且无形变;然后释放小球,不计空气阻力,小球运动到最低点P处的过程中( )
A.小球动能不变
B.弹簧的弹性势能增大
C.小球的重力势能增大
D.系统的机械能守恒
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,车内绳AB与绳BC拴住一小球,BC水平,车由原来的静止状态变为向右做加速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,则( )
A.AB绳、BC绳拉力都变大
B.AB绳拉力变大,BC绳拉力变小
C.AB绳拉力变大,BC绳拉力不变
D.AB绳拉力不变,BC绳拉力变大
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科目:高中物理 来源: 题型:
三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列判断正确的是( )
A.各个接触面都是粗糙的
B.A与B的接触面可能是光滑的
C.C与水平面的接触面可能是光滑的
D.B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的
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科目:高中物理 来源: 题型:
两个中间有孔的质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连,套在水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在一质量为m的小球C上,如图所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。下列说法正确的是:( )
A.水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mg
B.连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg/3
C.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为
D.套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为
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科目:高中物理 来源: 题型:
一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因素都为μ=0.2,且A、B与木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。水平恒力F作用在A物块上,如图所示,
g=10m/s2。下列说法正确的是 ( )
A.若F=1N,则物块、木板都静止不动 B.若F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N
C.若F=4N,则B物块所受摩擦力大小为4N D.若F=8N,则B物块的加速度为1m/s2
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科目:高中物理 来源: 题型:
在轻绳两端各系一个小球,一人用手拿着绳上端的小球,站在三层楼的阳台上,放手后让小球自由下落,两球相继落地的时间差为△t;如果人站在四楼的阳台上,同样放手让小球自由地下落,两球相继落地的时间为△t′,则要△t与△t′相比较,有( )
| A. | △t′>△t | B. | △t′=△t | C. | △t′<△t | D. | 无法判断 |
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,P是离原点x1=2m的一个介质质点,Q是离原点x2=4m的一个介质质点,此时离原点x3=6m的介质质点刚刚要开始振动.图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同).由此可知
A.这列波的波长λ=4m
B.这列波的传播速度v=2m/s
C.这列波的周期T=3s
D.这列波的波源起振方向为向上
E.乙图可能是图甲中质点Q的振动图象
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