Question

某次演練中，直升機(jī)懸停于高空，總質(zhì)量為80kg（含傘）的傘兵，其總重量為______N．跳傘后豎直降落，其速度v與時(shí)間t的關(guān)系如右圖所示．請你根據(jù)圖象回答下列問題：
（1）在跳出飛機(jī)到打開降落傘這段時(shí)間里，傘兵從高處下落，傘兵作______直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)傘兵受到的重力______阻力（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）傘兵是在第______s的時(shí)刻打開降落傘的．
（3）在最后階段，傘兵勻速直線下降，此時(shí)受到的阻力為______N，在這段時(shí)間里，傘兵下降了______m；
（4）傘兵作勻速直線下降階段，重力做功多少焦耳？（要求寫出必要的計(jì)算過程）
（5）在整個(gè)下落過程中，重力做功的最大功率為______ W．

Answer 1

解：傘兵的重力：G=mg=80kg×9.8N/kg=784N．
（1）由圖象知，傘兵跳出飛機(jī)到打開降落傘這段時(shí)間里，傘兵從高處下落，傘兵的速度不斷增大，傘兵的重力大于阻力，傘兵進(jìn)行加速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由圖象知，傘兵在15s前是加速，在15s后是減速，所以傘兵在第15s時(shí)打開降落傘．
（3）傘兵勻速直線下降，傘兵受到豎直向上的阻力和豎直向下的重力作用，這兩個(gè)力是平衡力，大小相等，所以阻力是784N．
由圖象知，傘兵勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度是10m/s，時(shí)間是40s-25s=15s，
傘兵勻速直線運(yùn)動(dòng)的距離：s=vt=10m/s×15s=150m．
（4）傘兵作勻速直線下降階段，重力做功：
W=Fs=Gs=784N×150m=117600J．
（5）傘兵下降階段，最大速度是20m/s，重力功率：
P=Fv=Gv=784N×20m/s=156800W．
故答案為：784；（1）加速；大于；（2）15；（3）784；150；（4）117600；（5）156800．
分析：知道傘兵的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出傘兵的重力．
（1）根據(jù)圖象可以判斷開始時(shí)進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，其原因是重力大于阻力．
（2）傘兵在打開傘之前進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，打開傘之后進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)．
（3）勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力的作用，根據(jù)平衡力條件判斷阻力大小；根據(jù)圖象中的速度和時(shí)間求出運(yùn)動(dòng)的距離．
（4）知道傘兵的重力和移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出重力做功多的．
（5）知道傘兵的重力和速度，根據(jù)P=Fv求出重力的功率．
點(diǎn)評：此題主要根據(jù)圖象判斷傘兵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傘兵的速度，根據(jù)W=Fs和P=Fv進(jìn)行計(jì)算．