题文
风洞飞行已成继蹦极运动后又一个刺激的挑战运动,由于人受到风力的大小与正对面积成正比,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,所以人可通过调整身姿以改变所受的向上的风力大小,以获得不同的运动效果,如图所示,理论上可认为风洞内总的向上的风速、风量保持不变,已知人水平横躺时受风力面积最大,且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的1/8,人从最高点A静止开始下落,运动中可达到最大速度为v,经过最短时间刚好到达最低点C处,重力加速度为g,则:
(1)人由A点到C点过程中,受到风力的最大值是多少?
(2)人由A点到C点过程中运动的最短时问是多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由题意知:F=ks,当受风力有效面积是最大值的一半时,人可以静止或匀速漂移,则有
mg=ksmax2
而最大风力为Fm=ksmax,
解得Fm=2mg
(2)当人先以最大加速度匀加速运动,后以最大加速度匀减速运动时用时最短.
根据牛顿第二定律得:
加速阶段:mg-Fmin=ma1,
而Fmin=k•smax8=14mg,
则得 a1=34g
运动时间为 t1=va1=4v3g
减速阶段:可看作反向的匀加速运动,有Fmax-mg=ma2,得 a2=g,运动时间为t2=va2=vg
故人由A点到C点过程中运动的最短时问是t=t1+t2=7v3g
答:
(1)人由A点到C点过程中,受到风力的最大值是2mg.
(2)人由A点到C点过程中运动的最短时问是7v3g.
解析
smax2
考点
据考高分专家说,试题“风洞飞行已成继蹦极运动后又一个刺激的挑战.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





