跳伞表演被称为“空中芭蕾”.跳伞运动员为了在空中做各种组合造型,离开飞机后并不马上打开降落伞,而是先在空中*“飞翔”一段时间,然后再打开降落伞.设在一次表演中,某运动员离开飞机后做的是*落体运动,到离地面125m时他才打开降落伞,从而产生很大阻力,使他以大小为14.3m/s2的加速度做匀减速运动,安全着陆时的速度仅为5m/s.现取g=10ms2,问:(1)该运动员离开飞机时高度是多少?(2)离开飞机后,经多少时间到达地面?

问题描述:

跳伞表演被称为“空中芭蕾”.跳伞运动员为了在空中做各种组合造型,离开飞机后并不马上打开降落伞,而是先在空中*“飞翔”一段时间,然后再打开降落伞.设在一次表演中,某运动员离开飞机后做的是*落体运动,到离地面125m时他才打开降落伞,从而产生很大阻力,使他以大小为14.3m/s2的加速度做匀减速运动,安全着陆时的速度仅为5m/s.现取g=10ms2,问:
(1)该运动员离开飞机时高度是多少?
(2)离开飞机后,经多少时间到达地面?

(1)设运动员*下落h1后速度为v1,安全着陆时速度为v2,第二阶段的匀减速运动距离为h2,有
v22v12=2ah2,即52v12=2×(−14.3)×125
∴v1=60m/s.
h1

v12
2g
602
20
m=180m,
故运动员离开飞机时高度h=h1+h2=305m.
(2)第一阶段*落体运动的时间设为t1,第二阶段匀减速运动的时间设为t2,有:
*落体运动的时间t1
v1
g
60
10
s=6s

匀减速直线运动的时间t2
v2v1
a
5−60
−14.3
≈3.8s

故总时间t=t1+t2=6+3.8s=9.8s 
答:(1)该运动员离开飞机时高度是305m.
(2)离开飞机后,经9.8s时间到达地面.
答案解析:(1)运动员在空中先做*落体运动,再做匀减速直线运动,根据速度位移公式求出匀减速运动的初速度,结合速度位移公式求出*落体运动的高度,从而得出运动员离开飞机时的高度.
(2)根据匀减速直线运动的初速度,结合速度时间公式求出*落体运动的时间,再根据速度时间公式求出匀减速直线运动的时间,从而得出总时间.
考试点:匀变速直线运动规律的综合运用;*落体运动.

知识点:解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用.