(2008•上海)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过

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  • 解题思路:首先分析运动员的运动情况,运动员在0-2s内做匀加速直线运动,2s-14s做变速运动,14s以后做匀速运动直到地面.t=1s时运动员做匀加速直线运动,根据图象可以算出a,根据牛顿第二定律算出f,可以通过图象与时间轴所围成的面积估算14s内运动员下落的高度,运用动能定理算出克服阻力做的功.

    (1)运动员在0-2s内做匀加速直线运动,图象的斜率表示加速度,所以t=1s时运动员的加速度大小为:

    a=[△v/△t]=

    16

    2m/s2=8m/s2

    设运动员所受的阻力大小为f,由牛顿第二定律得:

    mg-f=ma

    解得:f=m(g-a)=160N

    (2)面积可以通过图象与时间轴所围成的面积估算,本题可以通过数方格的个数来估算,(大半格和小半格合起来算一格,两个半格算一格)每格面积为4m2

    14s内数得的格数大约为40格,所以14s内运动员下落的高度为:

    h=40×2×2m=160m

    由图象可知14s末速度v=6m/s,整个过程运用动能定理得:

    mgh-Wf=

    1

    2mv2

    Wf=mgh-

    1

    2mv2=1.27×105J

    答:(1)t=1s时运动员的加速度为8m/s2,所受阻力的大小为160N;(2)14s内运动员下落的高度约为160m,克服阻力做的功为1.27×105J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;加速度;牛顿第二定律.

    考点点评: 该题是v-t图象应用的典型题型,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成的面积表示位移,有方格时,面积可以通过数方格的个数来估算,本题难度适中.