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翼型降落傘有很好的飛行性能,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作.其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響.已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F1C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F2C2v2其中C1、C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖乙所示的關系.試求:

(1)圖甲中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡,試判斷①、②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由;

(2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α,試從力平衡的角度證明:tanα;

(3)某運動員和裝備的總質量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約20°,tan20°=,勻速飛行的速度v多大?(g取10m/s2,結果保留3位有效數字.)

(4)若運動員出機艙時飛機距地面的高度為800m,飛機飛行速度為540km/h,降落過程中該運動員和裝備損失的機械能ΔE多大?

 

【答案】

(1)②軌跡不可能存在.①位置,三力可能平衡或三力的合力可能與速度在同一直線上,運動員做直線運動.②位置,合力方向與速度方向不可能在同一直線上,所以不會沿豎直方向做直線運動.

(2)證明見解析

(3)v=10.9m/s

(4)ΔE=1.34×106J

【解析】(1)②軌跡不可能存在.①位置,三力可能平衡或三力的合力可能與速度在同一直線上,運動員做直線運動.②位置,合力方向與速度方向不可能在同一直線上,所以不會沿豎直方向做直線運動.

(2)由①位置的受力分析可知,勻速運動時

F1mgcosαC1v2

F2mgsinαC2v2

兩式消去mgv得tanα

(3)v=10.9m/s(在10.7~11.0之間均可)

(4)ΔE=1.34×106J

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

翼型降落傘有很好的飛行性能.它被看作飛機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作.其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響.已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度平方成正比,F1=C1v2.空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖b所示的關系.試求:
(1)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角α,試從力平衡的角度證明:tanα=
C2
C1

(2)下圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后大致的運動軌跡.根據(1)中的結果tanα=
C2
C1
,試判斷,①、②兩軌跡哪條不可能存在,為什么?
(3)運動員和裝備總質量70kg,勻速飛行速度v與地平線夾角α約20°(取tan20°=
C2
C1
=
4
11
),求:v.(結果保留2位小數點)

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科目:高中物理 來源: 題型:

翼型降落傘有很好的飛行性能.它被看作飛機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作.其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響.已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F1=C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖b所示的關系.試求:
(1)圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡.試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷,①、②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由;
(2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α,試從力平衡的角度證明:tanα=C2/C1;
(3)某運動員和裝備的總質量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約20°(取tan20°=4/11),勻速飛行的速度v多大?(g取10m/s2,結果保留3位有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

翼型降落傘有很好的飛行性能.它被看作飛機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動物.其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響.已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F1=C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1.C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖b所示的關系.試求:
(1)圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡.試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷,①.②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由;
(2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α,試從力平衡的角度證明:tanα=C2/C1
(3)某運動員和裝備的總質量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約20°取tan20°=4/11.,勻速飛行的速度v多大?g取10m/s2,結果保留3位有效數字.
(4)若運動員出機艙時飛機距地面的高度為800m.飛機飛行速度為540km/h,降落過程中該運動員和裝備損失的機械能△E多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?江蘇模擬)翼型降落傘有很好的飛行性能.它被看作飛機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作.其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響.已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F1=C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖b所示的關系.試求:
(1)圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡.試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷,①、②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由;
(2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α,試從力平衡的角度證明:tanα=C2/C1;
(3)某運動員和裝備的總質量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約20°(取tan20°=4/11),勻速飛行的速度v多大?(g取10m/s2,結果保留3位有效數字)
(4)若運動員出機艙時飛機距地面的高度為800m、飛機飛行速度為540km/h,降落過程中該運動員和裝備損失的機械能△E多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年嘉定區(qū)一調)(16分)翼型降落傘有很好的飛行性能。它被看作飛機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作。其原理是通過對降落傘的調節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響。已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F1C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F2C2v2。其中C1、C2相互影響,可由運動員調節(jié),滿足如圖b所示的關系。試求:
    

(1)圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡。試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷,①、②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由;

(2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為a,試從力平衡的角度證明:tanaC2/C1

(3)某運動員和裝備的總質量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角a約20°(取tan20°=4/11),勻速飛行的速度v多大?(g取10m/s2,結果保留3位有效數字)

(4)若運動員出機艙時飛機距地面的高度為800m、飛機飛行速度為540km/h,降落過程中該運動員和裝備損失的機械能ΔE多大?

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