如图所示,海豹突击队从悬停在空中离地106米高的直升机上沿绳下滑进行速降训练.某突击队员和他携带的武器装备的总质量共为100kg,该队员轻握绳索时可获得200N的摩擦

发布时间:2020-08-12 14:55:29

如图所示,海豹突击队从悬停在空中离地106米高的直升机上沿绳下滑进行速降训练.某突击队员和他携带的武器装备的总质量共为100kg,该队员轻握绳索时可获得200N的摩擦阻力,g取10m/s2.
(1)该队员下降时的加速度为多大?
(2)为了保证着地时的安全速度不大于4m/s,该队员加速下降3s后即紧握绳索开始匀减速下降,此时紧握绳索至少需产生多大的摩擦力?
(3)以上述方式从直升机速降到地面需要多少时间?

网友回答

解:(1)队员下降时受到重力和摩擦力作用,由牛顿第二定律得
?? a1==m/s2=8m/s2.
(2)队员匀加速下降3s时速度为v1=a1t1=8×3m/s=24m/s,通过的位移为x1==m=36m,则队员匀减速运动的位移为x2=x-x1=106m-36m=70m
设匀减速下降的加速度大小为a2,则
??
得a2==4m/s2.
根据牛顿第二定律得? f2-mg=ma2,得f2=mg+ma2=1400N
(3)设匀减速下降的时间为t2,则由
??x2=,解得,t2=5s.
故队员从直升机速降到地面需要的时间为t=t1+t2=8s.
答:(1)该队员下降时的加速度为8m/s2.
(2)紧握绳索至少需产生1400N的摩擦力.
(3)队员从直升机速降到地面需要的时间为8s.
解析分析:(1)队员下降时受到重力和摩擦力作用,由牛顿第二定律求解加速度.
(2)由运动学公式求出加速下降3s时队员的速度和位移.对于减速运动过程,队员的末速度最大为4m/s,由运动学公式求出加速度,再由牛顿第二定律求解摩擦力大小.
(3)由位移公式求出匀减速运动的时间,再加上匀加速运动的时间,即得到从直升机速降到地面需要的时间.

点评:本题有两个运动过程,既要分别研究两个过程的情况,还要抓住两个过程之间的关系,比如速度关系和位移关系.
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