15．2012年10月，奧地利極限運動員菲利克斯•鮑姆加特納乘氣球升至約33.5km的高空后跳下，經(jīng)過一段時間到達距地面約1.5km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀(jì)錄．重力加速度的大小g取10m/s2．
（1）若忽略空氣阻力，該運動員從靜止開始下落至1.5km高度處速度的大小約為多少？
（2）實際上，物體在高空中下落時，由于空氣阻力的影響，最終會以恒定的速度勻速下降，我們把這個速度叫做收尾速度．高速運動時所受阻力的大小可近似表示為f=kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)．已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的vt圖象如圖所示．若該運動員和所帶裝備的總質(zhì)量m=100kg，則該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)k約為多少？

分析 （1）忽略空氣阻力時運動員做自由落體運動，由運動公式可求得速度；
（2）由圖象可讀出最大速度，再由達到最大速度時的平衡關(guān)系可求得阻力系數(shù)．

解答 解：（1）設(shè)該運動員從開始自由下落至1.5 km高度處，下落的高度為：
h=h1-h2=33.5-1.5=32km
在1.5 km高度處的速度大小為v，根據(jù)運動學(xué)公式有v2=2gh
得v=800 m/s
（2）該運動員達到最大速度vmax時，加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律有：
mg=kvm2
由所給的vt圖象可讀出：vmax=350 m/s
求得：k=0.008 kg/m；
答：（1）該運動員從靜止開始下落至1.5km高度處速度的大小約為800m/s；
（2）該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)k約為0.008kg/m．

點評 本題考查自由落體、牛頓第二定律的應(yīng)用及讀數(shù)能力，要學(xué)會認真分析物理過程，明確受力情況，即可求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．在以5米/秒2的加速度加速下降的電梯里，有一個秤，秤上放60千克的物體，（g取10米/秒2）則（　　）
A．物體處于超重狀態(tài)B．物體處于失重狀態(tài)
C．秤的示數(shù)為300ND．秤的示數(shù)為900N

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc=∠bcd=135°．經(jīng)過導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示，則導(dǎo)線abcd段所受到的磁場作用力的合力為（　�。�
A．方向沿紙面向上，大小為（$\sqrt{2}$+1）BILB．方向沿紙面向上，大小為（$\sqrt{2}$-1）BIL
C．方向沿紙面向下，大小為（$\sqrt{2}$+1）BILD．方向沿紙面向下，大小為（$\sqrt{2}$-1）BIL

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，汽車向右沿直線運動，原來的速度是v1，經(jīng)過一小段時間之后，速度變?yōu)関2，△v表示速度的變化量．由圖中所示信息可知（　�。�
A．汽車在做加速直線運動B．汽車的加速度方向與v1的方向相同
C．汽車的加速度方向與△v的方向相同D．汽車的加速度方向與△v的方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．如圖所示，在傾角θ=30°的固定斜面上放一質(zhì)量m=1kg的物塊，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=$\sqrt{3}$，現(xiàn)在用一沿斜面向上的推力F作用于物塊上，設(shè)物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，下列判斷正確的是（　　）
A．當(dāng)F=5N時，物塊與斜面間的摩擦力為0
B．當(dāng)F=5N時，物塊與斜面間發(fā)生相互滑動
C．當(dāng)F=15N時，物塊與斜面間的摩擦力大小為10N
D．當(dāng)F＞20N時，物塊與斜面間發(fā)生相互滑動

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．三百多年前，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運動的理論，開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元．以下說法與事實相符的是（　�。�
A．根據(jù)亞里士多德的論斷，力是改變物體運動狀態(tài)的原因
B．笛卡爾經(jīng)研究指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向
C．伽利略通過數(shù)學(xué)推算并用實驗驗證了小球在斜面上從靜止開始運動的位移與所用時間的平方成正比
D．牛頓總結(jié)伽利略等前人的經(jīng)驗，得出了牛頓第一定律

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．細繩拴一個質(zhì)量為m的小球，小球?qū)⒆蠖斯潭ㄔ趬ι系妮p彈簧壓縮了x（小球與彈簧不連接），小球靜止時彈簧在水平位置，如圖所示．將細繩燒斷后，下列說法中正確的是（　�。�
A．小球立即開始做自由落體運動B．小球立即獲得$\frac{kx}{m}$的加速度
C．小球落地的時間等于$\sqrt{\frac{2h}{g}}$D．小球落地的速度等于$\sqrt{2gh}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖，在水平向右的勻強電場中，從a點豎直向上以初速度v．拋出一質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)點，曲線abc為帶電質(zhì)點運動軌跡，其中，c與a在同一水平面上．質(zhì)點運動至最高點b時，速度為2v0，則有（　�。�
A．質(zhì)點從a運動至c所用時間為$\frac{2{v}_{0}}{g}$B．質(zhì)點運動至c點速度為4v0
C．ac間距離為$\frac{4{v}_{0}^{2}}{g}$D．電場力做功為4mv${\;}_{0}^{2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．質(zhì)量為0.2kg的物體沿某一水平面做勻速運動，速度是1m/s，已知物體與水平面的動摩擦因數(shù)t=0.2，當(dāng)物體受到的跟速度方向相同的作用力增大到4N時，作用于3s末的速度大小是？（g=10m/s2）

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