(1)由v-t图可知,起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动,其加速度:
a=
=v1 t1
=9.0m/s218 2
设运动员所受平均阻力为f,根据牛顿第二定律有:
m总g-f=m总a
解得:f=m总(g-a)=(10+10)×(10-6)=80N
(2)v-t图可知,运动员脚触地时的速度v2=5.0m/s,经时间t2=0.2s速度减为0;
设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F,根据牛顿第二定律,有:
F-mg=ma′
0=v2-a′t2
代入数据解得:
F=2.4×103N
(3)由v-t图可知,10s末开伞时的速度v=40m/s,开伞前10s内运动员下落的高度约为:
h=30×10m=300m
设10s内空气阻力对运动员所做功为W,根据动能定理,有:
m总gh+W=
m总v21 2
代入数据解得:W=-1.8×105J
答:1)起跳后2s内运动员所受平均阻力的大小为80N.
(2)运动员所需承受地面的平均冲击力为2.4×103N.
(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员所做的功为-1.8×105J.