问题
问答题
近几年,上海每年都举行金茂大厦国际跳伞表演.运动员从345m高处自由下落一段时间后,立即打开降落伞,展开伞后运动员以12.5m/s2的平均加速度匀减速下落,运动员在未打开伞时空气阻力不计.为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s(g=10m/s2).
求:(1)求运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?
(2)运动员在下落过程中的最大速度?
(3)运动员离开楼顶在空中的最短时间是多少?
答案
(1、2)设下落时的高度H,展开伞时的速度为v1,此时距地面的高度为h1,落地是速度v2=5m/s,匀减速下降时的加速度为:a=-12.5m/s2,
自由落体过程有:v12=2g(H-h1)
匀减速直线运动过程有:v22-v12=2ah1
代入数据可得:h1=153m
v1=62m/s.
(3)自由落体运动的时间为:t1=
=6.2sv g
匀减速运动的时间为:t2=
=v2-v1 a
s=4.56s5-62 -12.5
则运动员在空中的最短时间为:t=t=t1+t2=10.76s.
答:(1)高度至少为153m.
(2)运动员在下落过程中的最大速度为62m/s
(3)运动员离开楼顶在空中的最短时间是10.76s.