在空军一次庆祝活动中,伞兵做低空跳伞表演,当直升飞机悬停在离地面224 m高时,伞兵离开飞机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,假设展开伞后伞兵以12.5 m/s2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s,g取10 m/s2,求:
(1)以最大速度着地时相当于从多高处自由落下;
(2)伞兵展开伞时,离地面的高度最低为多少;
(3)伞兵在不同的高度打开降落伞,则伞兵在空中的运动时间是不同的,请你求出伞兵在空中运动的最短时间为多少。
(1) h=1.25m (2) h2=99m (3) 8.6s
题目分析:(1)根据vt2=2gh 2分
52=20h h=1.25m 1分
(2)着地速度最大对应的展开伞时的离地高度最低
展开伞时的速度为v,
自由下落的距离h1=v2/2g= v2/20 1分
展开伞后减速下落的距离h2=(v2-vt2)/2a=(v2-52)/25 1分
根据H= h1+ h2,解得v=50m/s 1分
代入上式,解得h2=99m 1分
(3)着地速度最大对应的空中运动的时间最短
自由下落的时间t1="v/g=" 5s 1分
展开伞后减速下落的时间t2=(v-vt)/a=3.6s 1分
伞兵在空中运动的最短时间t=t1+t2=8.6s 1分
点评:本题是多过程问题,在分别研究各个运动过程的基础上,关键是寻找各过程之间的关系,如位移关系、时间关系、速度关系等等.