2013年9月16日,濟南*在“保釣演習”中,某特種兵進行了飛行跳傘表演.該傘兵從距地面高度為H的高空靜止的...
來源:國語幫 2.8W
問題詳情:
2013年9月16日,濟南*在“保釣演習”中,某特種兵進行了飛行跳傘表演.該傘兵從距地面高度為H的高空靜止的直升飛機上跳下做自由落體運動,在t0時刻速度達到v1時打開降落傘,由於受到大於重力的阻力作用開始減速下落,在接近3t0時刻傘兵已經做勻速運動,在3t0時刻以速度v2着地.他運動的速度隨時間變化的規律如圖示.假設傘兵連同裝備總質量為m,傘兵打開降落傘後所受阻力與速度成正比,即f=kv。求:
(1)該處的自由落體加速度;
(2)阻力系數k;
(3)傘兵打開降落傘後速度為v時的加速度;
(4)傘兵在跳傘過程中克服阻力所做的功。
【回答】
(1) g==v1/t0 (2分)
(2)傘兵以速度v2下落時,f2=kv2(1分)傘兵勻速下落,f2=mg(1分)
聯立解得阻力系數k=mg/ v2=mv1/v2t0(1分)
(3)傘兵打開降落傘後速度為v時所受阻力f=kv
由牛頓第二定律,kv-mg=ma(2分)
解得加速度a=-g=v1(1-)/t0,方向豎直向上(2分)
(4)對傘兵的跳傘過程,由動能定理,mgH-W=mv22(2分)
解得克服阻力所做的功W= mgH-mv22=m(v1H/t0-v22/2)(2分)
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