一般來說,正常人從距地面1.5m高處跳下,落地時(shí)速度較小,經(jīng)過腿部的緩沖,這個(gè)速度對(duì)人是安全的,稱為安全著地速度.如果人從高空跳下,必須使用降落傘才能安全著陸,其原因是,張開的降落傘受到空氣對(duì)傘向上的阻力作用.經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明,空氣對(duì)降落傘的阻力f與空氣密度ρ、降落傘的迎風(fēng)面積S、降落傘相對(duì)空氣速度v、阻力系數(shù)c有關(guān)(由傘的形狀、結(jié)構(gòu)、材料等決定),其表達(dá)式是f=12cρSv2.根據(jù)以上信息,解決下列問題.(取g=10m/s2)
(1)在忽略空氣阻力的情況下,計(jì)算人從1.5m高處跳下著地時(shí)的速度大?。ㄓ?jì)算時(shí)人可視為質(zhì)點(diǎn));
(2)在某次高塔跳傘訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)員使用的是有排氣孔的降落傘,其阻力系數(shù)c=0.90,空氣密度取ρ=1.25kg/m3.降落傘、運(yùn)動(dòng)員總質(zhì)量m=80kg,張開降落傘后達(dá)到勻速下降時(shí),要求人能安全著地,降落傘的迎風(fēng)面積S至少是多大?
(3)跳傘運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總質(zhì)量m=80kg,從跳傘塔上跳下,在下落過程中,經(jīng)歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個(gè)階段.如圖是通過固定在跳傘運(yùn)動(dòng)員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運(yùn)動(dòng)至達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-t圖象.根據(jù)圖象估算運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)的過程中,空氣阻力對(duì)降落傘做的功.
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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