某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图a．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳

Question

某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图a．降落伞用8 根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b．已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f，与速度v成正比，即f=kv（g取10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：

（1）打开降落伞前人下落的距离为多大？
（2）求阻力系数 k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？
（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？

Answer 1

（1）打开降落伞前人做自由落体运动，根据位移速度公式得：
h0＝(v02)/(2g)=20m
（2）由a图可知，当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，
则kv=2mg
k=(2mg)/(v)＝(1000)/(5)=200N•s/m
根据牛顿第二定律得：
a=(kv0−2mg)/(2m)＝30m/s2
方向竖直向上
（3）设每根绳的拉力为T，以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律得：
8Tcosα-mg=ma
解得：T=(m(g+a))/(8cos37°)＝312.5N
所以悬绳能够承受的拉力至少为312.5N
答：（1）打开降落伞前人下落的距离为20m；
（2）求阻力系数k为200N•m/s，打开伞瞬间的加速度a的大小为30m/s²，方向竖直向上；
（3）悬绳能够承受的拉力至少为312.5N．