跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面224m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s。(g取10m/s2)(1)求运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?(2)求运动员在空中的最短时间是多少?
答案:【答案】(1)99m;1.25m;(2)8.6s【解析】(1)设运动员做自由落体运动的高度为时速度为,此时打开伞开始做匀减速运动,落地时速度刚好为5m/s,这种情况运动员在空中运动时间最短,则有: ① ②由①②两式解得:,为使运动员安全着地,他打开伞是的高度至少为:他以5m/s的速度着地时,相当于从高处自由落下,可得:解得:(2)他在空中自由下落的时间为:他减速运动的时间为:他在空中的最短时间为: