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33.5km的高空后跳下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間到達(dá)距地面約1.5km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．重力加速度的大小g取10m/s2．

（1）若忽略空氣阻力，該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5km高度處速度的大小約為多少？

（2）實(shí)際上，物體在高空中下落時(shí)，由于空氣阻力的影響，最終會(huì)以恒定的速度勻速下降，我們把這個(gè)速度叫做收尾速度．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=100kg，則該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù)k約為多少？


考點(diǎn)：

牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．.

專題：

牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．

分析：

（1）忽略空氣阻力時(shí)運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)公式可求得速度；

（2）由圖象可讀出最大速度，再由達(dá)到最大速度時(shí)的平衡關(guān)系可求得阻力系數(shù)．

解答：

解：（1）設(shè)該運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始自由下落至1.5 km高度處，下落的高度為：

h=h1﹣h2=33.5﹣1.5=32km

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v2=2gh

得v=800 m/s

（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)牛頓第二定律有：

mg=kvm2

由所給的vt圖象可讀出：vmax=350 m/s

求得：k=0.008 kg/m；

答：（1）該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5km高度處速度的大小約為800m/s；

（2）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)k約為0.008kg/m．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查自由落體、牛頓第二定律的應(yīng)用及讀數(shù)能力，要學(xué)會(huì)認(rèn)真分析物理過(guò)程，明確受力情況，即可求解．

　

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：


在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)小型發(fā)電站，發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800 kWh。求：

（1）輸電線上的電流 I、輸電線的總電阻r和輸電線上的損耗的電壓U損

（2）若想把損耗功率控制在輸送功率的1.6%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？線路損耗的電壓是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩個(gè)定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上，有人把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在R1兩端，電壓表的示數(shù)為8V．如果他把電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將（　�。�

　

A．

小于4V

B．

等于4V

C．

大于4V小于8V

D．

等于或大于8V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一傾斜木板上放一質(zhì)量為m物體，當(dāng)板的傾角θ逐漸增大時(shí)，物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體所受（　�。�

　

A．

重力變大

B．

支持力變大

C．

摩擦力變大

D．

合外力變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，物體A和B疊放在一起并放在水平地面上．用F=5N的水平力作用在物體B上，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)．若各接觸面與水平地面平行，則A與B之間摩擦力大小為　　N，B與地面之間摩擦力大小為　　N．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于作用力和反作用力，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

　

A．

作用力和反作用力作用在不同物體上

　

B．

作用力和反作用力的大小有時(shí)相等，有時(shí)不相等

　

C．

只有兩物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，作用力和反作用力才大小相等

　

D．

只有兩個(gè)物體質(zhì)量相同時(shí)，作用力和反作用力才大小相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


物體從距地面H高處開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，它下落的高度為，則物體從起點(diǎn)下落到地面所用的時(shí)間是（　�。�

　

A．

B．

2t

C．

D．

4t

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


有科學(xué)家曾設(shè)想，未來(lái)人類將離開(kāi)地球到宇宙中去生活，科學(xué)家設(shè)計(jì)了如圖所示的宇宙村，它是一個(gè)圓形的密閉建筑，人們生活在圓環(huán)的邊上．為了使人們?cè)谄渲猩钋也恢劣谟惺е馗�，可以讓它旋轉(zhuǎn)起來(lái)．則關(guān)于設(shè)想的下列說(shuō)法中正確的是（　　）

　

A．

若要使人類在其中生活時(shí)的感覺(jué)和在地球上一樣（沒(méi)有失重感），當(dāng)“宇宙村”轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，生活在圓環(huán)邊沿的人的向心加速度應(yīng)等于地球表面的重力加速度值

　

B．

當(dāng)“宇宙村”轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，生活在圓環(huán)邊沿的人受大于重力的靜摩擦力作用

　

C．

當(dāng)“宇宙村”轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，生活在圓環(huán)邊沿的人受豎直向下的重力作用

　

D．

當(dāng)“宇宙村”轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，生活在圓環(huán)邊沿的人受彈力和向心力作用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量m=2.0kg的物體在水平分力的作用下在水平面上運(yùn)動(dòng)，已知物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為，g=10m/s2．根據(jù)以上條件，求：

（1）t=10s時(shí)刻物體的位置坐標(biāo)；

（2）t=10s時(shí)刻物體的加速度的大小與方向；

（3）t=10s時(shí)刻物體的速度的大小與方向．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

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