解题思路:A、根据速度时间公式求出匀加速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出合力的大小,再通过速度时间公式求出20s末的速度,从而求出此时合力的功率.
B、通过匀加速直线运动的位移和打开降落伞后匀减速运动的位移得出降落伞打开前匀减速的位移,从而得出该过程中重力做功的大小.
C、结合速度的变化,得出重力瞬时功率的变化.
D、通过打开降落伞前匀减速直线运动的位移,求出匀减速直线运动的末速度,对打开降落伞过程运用速度位移公式,求出该过程中的加速度大小,结合牛顿第二定律求出阻力的大小.
A、匀加速直线运动的加速度a=
v
t1=
360
40m/s2=9m/s2.
20s末的速度为v=at′=180m/s,根据牛顿第二定律得,所受的合力:F合=ma=900N
则合力的功率为:P=F合v=900×180W=162000W.故A错误.
B、匀加速直线运动的位移:x1=
v
2t1=180×40m=7200m
则匀减速下落125s内的位移:x=39000-7200-1800m=30000m
则重力做功为:W=mgx=3.0×107J.故B正确.
C、在整个下落的过程中,速度先增大后减小,则重力的功率先增大后减小.故C正确.
D、因为匀减速直线运动的位移为30000m,有x=
v+v′
2t2,代入数据解得:
x′=
2x
t2−v=
60000
125−360=120m/s
根据速度位移公式得,打开降落伞后的加速度大小为:a2=
v′2
2x3=
1202
2×1800=4m/s2
根据牛顿第二定律得:f-mg=ma2
所以阻力大小为:f=mg+ma2=1000+400=1400N.故D正确.
故选:BCD.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;功率、平均功率和瞬时功率.
考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,关键理清运动过程,灵活运用运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.