分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

分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时间图象如图a(t=0为打开伞瞬间)。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b。已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的空气阻力,打开伞后降落伞所受阻力f与速度v成正比,即f=kv(g取10m/s 2 ,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

⑴打开降落伞前人自由下落的距离;
⑵阻力系数k;
⑶打开伞瞬间加速度a的大小和方向以及此时每根悬绳承受的拉力为多少。
meiyaai33 1年前 已收到1个回答 举报

182325505 幼苗

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解题思路:

⑴由图a可知,打开降落伞瞬间人的速度为v0=20m/s

根据自由落体运动规律可知,打开降落伞前人自由下落的距离为:h==20m

⑵由图a可知,当运动员下落速度为v=5m/s时,速度不再变化,即匀速下落,此时对人和伞整体受重力(M+m)g和空气阻力f作用,根据平衡条件有:f=(M+m)g

又因为有:f=kv

由①②式联立解得:k==200Ns/m

⑶打开伞瞬间对人和伞整体,根据牛顿第二定律有:kv0(M+m)g=(M+m)a

解得:a=g=30m/s2,方向竖直向上

设此时每根绳的拉力为T,对运动员根据牛顿第二定律有:8Tsin53Mg=Ma

解得:T=312.5N

⑴h=20m;⑵k=200N·s/m;⑶a=30m/s 2 ,方向竖直向上;T=312.5N。



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1年前

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