一位质量为60kg 的跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做*落体运动,当下落到距离地面125m高处时立即打开降落伞,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为1458N,到达
问题描述:
一位质量为60kg 的跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做*落体运动,当下落到距离地面125m高处时立即打开降落伞,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为1458N,到达地面时的速度为5m/s,重力加速度 g 取10m/s2,在不考虑风力和运动员所受空气阻力情况下,求:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度;
(2)离开飞机后,运动员经过多长时间才能到达地面.
答
(1)运动员先做*落体运动,当下落到距离地面s2=125m高时的速度为v,
运动员打开降落伞时,在减速下落的过程中,运动员受到伞绳的拉力恒为1458N,
由牛顿第二定律可得:f-mg=ma
a=
=f−mg m
m/s2=14.3m/s21458−600 60
由落地速度5m/s匀减速运动,
由vt2-v02=2as2,可知,
=60m/s
v
0
运动员打开伞前,所通过的位移设为S1,
根据
=2gs1
v
20
运动员*下落距离为s1=180 m,
运动员离开飞机时距地面高度为s=s1+s2=180m+125m=305m.
(2)*落体运动的时间为t1=
=v0 g
s=6s,60 10
打开伞后运动的时间为t=
=
vt−v0
a
s=3.85s,5−60 14.3
离开飞机后运动的时间为t=t1+t2=6s+3.85 s=9.85s
答:(1)运动员离开飞机时距地面的高度305m;
(2)离开飞机后,运动员经过9.85s才能到达地面.