《3 跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》（同步訓(xùn)練）初中物理八年級(jí)上冊(cè)-教科版-2024-2025學(xué)年

《3跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有10小題，每小題3分，共30分）1、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素不會(huì)影響降落傘的下降速度？A.降落傘的面積B.降落傘的質(zhì)量C.空氣的密度D.降落傘的形狀2、以下關(guān)于降落傘原理的說(shuō)法，正確的是：A.降落傘下降時(shí)，空氣阻力與重力大小相等，方向相反，所以降落傘保持勻速下降B.降落傘下降時(shí)，空氣阻力隨著速度的增加而減小C.降落傘下降時(shí)，空氣阻力隨著速度的增加而增大D.降落傘下降時(shí)，重力隨著速度的增加而增大3、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪種材料的降落傘下落速度最慢？A.棉布B.麻布C.透明塑料D.紗布4、在降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘下落速度的影響最大？A.降落傘的面積B.降落傘的材料C.降落傘的形狀D.空氣密度5、在制作降落傘的跨學(xué)科實(shí)踐中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的下降速度影響最大？A.降落傘的面積B.降落傘的材料C.降落傘的形狀D.降落傘的重量6、在降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪種方法可以用來(lái)測(cè)量降落傘的下降速度？A.使用秒表計(jì)時(shí)，并記錄降落傘落地所需時(shí)間B.使用尺子測(cè)量降落傘落地時(shí)的距離C.使用天平測(cè)量降落傘的質(zhì)量D.使用溫度計(jì)測(cè)量降落傘的溫度7、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪種材料最適合用作降落傘的傘面材料？A.塑料袋B.紙C.麻布D.布料8、降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的降落速度影響最大？A.傘面的面積B.傘面的材料C.降落傘的質(zhì)量D.地球的重力9、在制作降落傘的過程中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的降落速度影響最小？A.降落傘的面積B.降落傘的重量C.降落傘的材料D.降落傘的形狀10、以下哪種實(shí)驗(yàn)方法不適合用于測(cè)量降落傘的降落速度？A.跟蹤計(jì)時(shí)法B.電子計(jì)時(shí)器C.穩(wěn)定高度釋放法D.滑動(dòng)尺法二、多項(xiàng)選擇題（本大題有2小題，每小題3分，共6分）1、關(guān)于降落傘的設(shè)計(jì)與制作，以下哪些因素會(huì)影響其下降速度？（）A.傘面的面積B.傘面的材料C.降落傘的重量D.空氣密度2、在制作降落傘的過程中，以下哪些步驟是必要的？（）A.確定降落傘的材料和尺寸B.制作傘面和傘繩C.對(duì)降落傘進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整D.選擇合適的發(fā)射點(diǎn)三、簡(jiǎn)答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：在制作降落傘的過程中，以下哪些因素會(huì)影響降落傘的下降速度？（請(qǐng)至少列出三種因素）第二題：降落傘實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)降落傘的面積不變，當(dāng)降落傘的質(zhì)量增加時(shí)，降落傘的降落速度會(huì)如何變化？請(qǐng)從流體力學(xué)原理分析原因，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過程中如何驗(yàn)證這一現(xiàn)象。第三題：在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，為什么通常使用輕質(zhì)材料來(lái)制作傘面，而不是使用厚重的材料？第四題：請(qǐng)根據(jù)降落傘的原理，分析以下幾種材料作為降落傘面料，其優(yōu)缺點(diǎn)：（1）棉布（2）尼龍（3）塑料薄膜四、計(jì)算題（本大題有2小題，每小題7分，共14分）第一題：一個(gè)降落傘在空氣中以勻速下降時(shí)，其降落速度為5m/s。已知降落傘的質(zhì)量為2kg，空氣阻力與降落傘的重力相等。求：（1）降落傘受到的重力是多少？（2）降落傘受到的空氣阻力是多少？第二題：某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)降落傘，傘的面積為0.5平方米，傘的材料密度為0.8千克/平方米。當(dāng)降落傘打開時(shí)，其下落速度達(dá)到5米/秒。假設(shè)空氣密度為1.2千克/立方米，忽略其他阻力因素，求：（1）降落傘在空中受到的空氣阻力大??；（2）若降落傘攜帶的物品質(zhì)量為2千克，求整個(gè)降落傘系統(tǒng)在空中受到的合力大小。五、綜合題（本大題有3小題，每小題10分，共30分）第一題：一個(gè)降落傘在空中展開后，其面積約為5平方米。假設(shè)降落傘的重力為300牛頓，空氣阻力與降落傘面積成正比，比例系數(shù)為0.5牛頓/平方米。求降落傘在空中勻速下降時(shí)的速度，以及此時(shí)空氣阻力的大小。第二題：一個(gè)降落傘的設(shè)計(jì)者希望測(cè)試不同面積和重量的降落傘的性能。他制作了兩個(gè)降落傘，一個(gè)面積為5平方米，重量為2千克；另一個(gè)面積為10平方米，重量為4千克。為了進(jìn)行測(cè)試，他將在相同高度下釋放這兩個(gè)降落傘，并測(cè)量它們的下降時(shí)間和落地時(shí)的速度。假設(shè)空氣密度為1.2kg/m3，重力加速度為9.8m/s2，忽略空氣阻力的變化，請(qǐng)計(jì)算以下問題：（1）兩個(gè)降落傘在空氣中的阻力分別是多少？（2）兩個(gè)降落傘在釋放后1秒內(nèi)的下降速度分別是多少？（3）根據(jù)上述計(jì)算，哪個(gè)降落傘先落地？為什么？第三題：某小組為了探究降落傘下降速度與傘面面積的關(guān)系，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)器材：不同面積的降落傘、沙袋、細(xì)線、量角器、秒表、支架、卷尺等。實(shí)驗(yàn)步驟：將相同質(zhì)量的沙袋固定在同一降落傘的傘繩上。將降落傘固定在支架上，調(diào)整傘面面積為S1。釋放降落傘，記錄降落傘從同一高度自由落體到地面所需的時(shí)間t1。更換面積為S2的降落傘，重復(fù)步驟3，記錄時(shí)間t2。對(duì)比不同傘面面積的降落傘下降時(shí)間，分析傘面面積與降落速度的關(guān)系。（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，如何確保每次釋放降落傘時(shí)都從同一高度開始？（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，若t1>t2，分析傘面面積S1和S2對(duì)降落速度的影響。（3）如果實(shí)驗(yàn)中降落傘在下降過程中受到的空氣阻力可以忽略不計(jì)，那么理論上降落傘的最終下降速度將如何變化？《3跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有10小題，每小題3分，共30分）1、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素不會(huì)影響降落傘的下降速度？A.降落傘的面積B.降落傘的質(zhì)量C.空氣的密度D.降落傘的形狀答案：D解析：降落傘的下降速度主要受其面積、質(zhì)量和空氣密度的影響。降落傘的面積和質(zhì)量越大，下降速度越快；空氣密度越大，降落速度也越快。而降落傘的形狀對(duì)下降速度的影響相對(duì)較小，因此選D。2、以下關(guān)于降落傘原理的說(shuō)法，正確的是：A.降落傘下降時(shí)，空氣阻力與重力大小相等，方向相反，所以降落傘保持勻速下降B.降落傘下降時(shí)，空氣阻力隨著速度的增加而減小C.降落傘下降時(shí)，空氣阻力隨著速度的增加而增大D.降落傘下降時(shí)，重力隨著速度的增加而增大答案：A解析：降落傘下降時(shí)，空氣阻力與重力大小相等，方向相反，根據(jù)牛頓第一定律，降落傘保持勻速下降。選項(xiàng)A正確。選項(xiàng)B和C的說(shuō)法與降落傘原理不符，選項(xiàng)D的說(shuō)法也不正確，因?yàn)橹亓κ怯傻厍驅(qū)德鋫愕奈Q定的，與速度無(wú)關(guān)。3、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪種材料的降落傘下落速度最慢？A.棉布B.麻布C.透明塑料D.紗布答案：C解析：在降落傘的制作中，材料的密度和重量會(huì)影響下落速度。透明塑料的密度通常比棉布、麻布和紗布要小，因此相同體積的透明塑料降落傘重量最輕，下落速度最慢。其他材料的密度較大，重量較重，下落速度會(huì)相應(yīng)較快。因此，正確答案是C。4、在降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘下落速度的影響最大？A.降落傘的面積B.降落傘的材料C.降落傘的形狀D.空氣密度答案：A解析：降落傘的下落速度主要受到空氣阻力和重力的作用。在降落傘面積一定的情況下，降落傘的面積越大，受到的空氣阻力也越大，這會(huì)導(dǎo)致下落速度減慢。因此，降落傘的面積是影響下落速度的主要因素。雖然降落傘的材料、形狀和空氣密度也會(huì)對(duì)下落速度有一定影響，但相比之下，降落傘的面積影響最大。因此，正確答案是A。5、在制作降落傘的跨學(xué)科實(shí)踐中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的下降速度影響最大？A.降落傘的面積B.降落傘的材料C.降落傘的形狀D.降落傘的重量答案：A解析：降落傘的下降速度主要受空氣阻力的影響，而空氣阻力與降落傘的面積成正比。面積越大，空氣阻力越大，下降速度越慢。因此，降落傘的面積對(duì)下降速度的影響最大。6、在降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪種方法可以用來(lái)測(cè)量降落傘的下降速度？A.使用秒表計(jì)時(shí)，并記錄降落傘落地所需時(shí)間B.使用尺子測(cè)量降落傘落地時(shí)的距離C.使用天平測(cè)量降落傘的質(zhì)量D.使用溫度計(jì)測(cè)量降落傘的溫度答案：A解析：測(cè)量降落傘的下降速度通常是通過測(cè)量降落傘從一定高度落地所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算。通過秒表記錄降落傘落地所需時(shí)間，然后結(jié)合降落傘的起始高度，可以計(jì)算出下降速度。因此，使用秒表計(jì)時(shí)是測(cè)量下降速度的正確方法。7、在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，以下哪種材料最適合用作降落傘的傘面材料？A.塑料袋B.紙C.麻布D.布料答案：C解析：麻布材料相比其他選項(xiàng)，具有較好的強(qiáng)度和韌性，且密度適中，適合用作降落傘的傘面材料。8、降落傘實(shí)驗(yàn)中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的降落速度影響最大？A.傘面的面積B.傘面的材料C.降落傘的質(zhì)量D.地球的重力答案：A解析：在降落傘實(shí)驗(yàn)中，傘面的面積對(duì)降落速度的影響最大。傘面面積越大，空氣阻力越大，降落速度越慢；傘面面積越小，空氣阻力越小，降落速度越快。其他選項(xiàng)雖然也對(duì)降落速度有一定影響，但相比傘面面積影響較小。9、在制作降落傘的過程中，以下哪個(gè)因素對(duì)降落傘的降落速度影響最?。緼.降落傘的面積B.降落傘的重量C.降落傘的材料D.降落傘的形狀答案：D解析：降落傘的降落速度主要受到空氣阻力和重力的共同影響。面積越大、重量越大，空氣阻力越大，降落速度越慢。材料主要影響降落傘的耐用性和重量，而形狀則對(duì)空氣阻力的影響相對(duì)較小。因此，降落傘的形狀對(duì)降落速度的影響最小。10、以下哪種實(shí)驗(yàn)方法不適合用于測(cè)量降落傘的降落速度？A.跟蹤計(jì)時(shí)法B.電子計(jì)時(shí)器C.穩(wěn)定高度釋放法D.滑動(dòng)尺法答案：C解析：跟蹤計(jì)時(shí)法、電子計(jì)時(shí)器和滑動(dòng)尺法都是測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)速度的常用實(shí)驗(yàn)方法。其中，跟蹤計(jì)時(shí)法是通過手動(dòng)或電子設(shè)備記錄物體經(jīng)過固定距離所用的時(shí)間；電子計(jì)時(shí)器則是通過電子設(shè)備精確測(cè)量時(shí)間；滑動(dòng)尺法是通過測(cè)量物體在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離來(lái)確定速度。而穩(wěn)定高度釋放法是確保降落傘從相同高度釋放，以排除初始條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，它并不是直接測(cè)量速度的方法，因此不適合用于測(cè)量降落傘的降落速度。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有2小題，每小題3分，共6分）1、關(guān)于降落傘的設(shè)計(jì)與制作，以下哪些因素會(huì)影響其下降速度？（）A.傘面的面積B.傘面的材料C.降落傘的重量D.空氣密度答案：ABCD解析：降落傘的下降速度受多種因素影響。傘面的面積越大，空氣阻力越大，下降速度越慢；傘面的材料也會(huì)影響空氣阻力的大小；降落傘的重量增加，其下降速度也會(huì)變慢；空氣密度越大，空氣阻力也越大，導(dǎo)致下降速度變慢。因此，所有選項(xiàng)都會(huì)影響降落傘的下降速度。2、在制作降落傘的過程中，以下哪些步驟是必要的？（）A.確定降落傘的材料和尺寸B.制作傘面和傘繩C.對(duì)降落傘進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整D.選擇合適的發(fā)射點(diǎn)答案：ABCD解析：制作降落傘需要經(jīng)過以下步驟：首先，確定降落傘的材料和尺寸，以確保其能夠在預(yù)定的高度安全著陸；其次，制作傘面和傘繩，這是降落傘的基本組成部分；然后，對(duì)降落傘進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整，以確保其性能符合預(yù)期；最后，選擇合適的發(fā)射點(diǎn)，以確保降落傘能夠順利下降。因此，所有選項(xiàng)都是制作降落傘過程中必要的步驟。三、簡(jiǎn)答題（本大題有4小題，每小題5分，共20分）第一題：在制作降落傘的過程中，以下哪些因素會(huì)影響降落傘的下降速度？（請(qǐng)至少列出三種因素）答案：降落傘的面積：降落傘面積越大，與空氣的接觸面積越大，空氣阻力也越大，下降速度越慢。降落傘的材料：不同材料的密度和透氣性不同，會(huì)影響空氣阻力的產(chǎn)生，進(jìn)而影響下降速度。降落傘的質(zhì)量：降落傘本身的質(zhì)量越大，重力作用越明顯，下降速度可能會(huì)更快?？諝饷芏龋嚎諝饷芏仍酱?，降落傘所受的空氣阻力越大，下降速度越慢。投擲高度：投擲高度越高，降落傘在空中停留的時(shí)間越長(zhǎng)，受到的空氣阻力累積越多，最終下降速度會(huì)更快。解析：在制作降落傘時(shí)，降落傘的下降速度是由重力、空氣阻力以及降落傘的物理特性共同決定的。通過分析上述因素，我們可以理解不同因素如何影響降落傘的下降速度。例如，增大降落傘面積會(huì)增加空氣阻力，從而減緩下降速度；而增加降落傘質(zhì)量則會(huì)增加重力作用，可能會(huì)加快下降速度。其他因素如材料、空氣密度和投擲高度也會(huì)以不同的方式影響降落傘的下降速度。在設(shè)計(jì)降落傘時(shí)，需要綜合考慮這些因素，以達(dá)到預(yù)期的下降速度和安全性。第二題：降落傘實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)降落傘的面積不變，當(dāng)降落傘的質(zhì)量增加時(shí)，降落傘的降落速度會(huì)如何變化？請(qǐng)從流體力學(xué)原理分析原因，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過程中如何驗(yàn)證這一現(xiàn)象。答案：當(dāng)降落傘的質(zhì)量增加時(shí)，降落傘的降落速度會(huì)逐漸增加。解析：原因分析：根據(jù)流體力學(xué)原理，當(dāng)物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受到的阻力與物體迎面面積和流體速度有關(guān)。降落傘在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力與降落傘面積和速度成正比。當(dāng)降落傘的質(zhì)量增加時(shí)，其重力也隨之增加，導(dǎo)致降落傘下落速度加快。此時(shí)，由于阻力與速度成正比，阻力也會(huì)隨之增加。隨著速度的增加，阻力逐漸增大，直到與重力達(dá)到平衡，降落傘的降落速度將趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)前，確保降落傘面積、形狀和實(shí)驗(yàn)環(huán)境不變。選擇不同質(zhì)量的物體（如沙袋）作為附加質(zhì)量，分別懸掛在降落傘下方。釋放降落傘，觀察并記錄不同質(zhì)量下降落傘的降落速度。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證隨著降落傘質(zhì)量的增加，降落速度逐漸增大的現(xiàn)象。第三題：在制作降落傘的實(shí)驗(yàn)中，為什么通常使用輕質(zhì)材料來(lái)制作傘面，而不是使用厚重的材料？答案：使用輕質(zhì)材料制作傘面是為了減小降落傘的總重量，從而降低降落傘下落時(shí)的空氣阻力，使降落傘能夠更加平穩(wěn)、緩慢地下降。如果使用厚重材料，降落傘的總重量會(huì)增加，這會(huì)導(dǎo)致空氣阻力增大，降落傘下落速度加快，不易控制，且可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)者造成安全隱患。解析：解析：在物理學(xué)中，降落傘的下落過程可以看作是一個(gè)受空氣阻力影響的物體自由落體運(yùn)動(dòng)。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，空氣阻力與物體的迎風(fēng)面積和速度有關(guān)。使用輕質(zhì)材料制作的傘面，其迎風(fēng)面積相對(duì)較小，且材料輕便，可以降低降落傘的總重量。根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量成反比。因此，輕質(zhì)材料可以減少降落傘的加速度，使其下落速度更慢，更容易控制和觀察。同時(shí)，輕質(zhì)材料也便于實(shí)驗(yàn)操作和攜帶，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。第四題：請(qǐng)根據(jù)降落傘的原理，分析以下幾種材料作為降落傘面料，其優(yōu)缺點(diǎn)：（1）棉布（2）尼龍（3）塑料薄膜答案：（1）棉布：優(yōu)點(diǎn)：密度小，質(zhì)地柔軟，不易撕裂，具有一定的透氣性。缺點(diǎn)：強(qiáng)度較低，抗撕裂性能差，耐久性較差。（2）尼龍：優(yōu)點(diǎn)：密度小，質(zhì)地堅(jiān)韌，抗撕裂性能好，耐久性強(qiáng)，透氣性好。缺點(diǎn)：成本較高，對(duì)紫外線敏感，容易老化。（3）塑料薄膜：優(yōu)點(diǎn)：密度小，質(zhì)輕，抗撕裂性能好，耐久性強(qiáng)，防水性能好。缺點(diǎn)：透氣性差，容易變形，易受紫外線和高溫影響，老化較快。解析：本題旨在考察學(xué)生對(duì)降落傘材料性能的了解。在選擇降落傘面料時(shí)，需要綜合考慮材料的密度、強(qiáng)度、抗撕裂性能、透氣性、耐久性等因素。棉布雖然密度小、質(zhì)地柔軟，但強(qiáng)度和耐久性較差；尼龍材料密度小、質(zhì)地堅(jiān)韌，抗撕裂性能和耐久性較好，但成本較高；塑料薄膜密度小、質(zhì)輕，抗撕裂性能好，但透氣性差，易受紫外線和高溫影響。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體需求選擇合適的材料。四、計(jì)算題（本大題有2小題，每小題7分，共14分）第一題：一個(gè)降落傘在空氣中以勻速下降時(shí)，其降落速度為5m/s。已知降落傘的質(zhì)量為2kg，空氣阻力與降落傘的重力相等。求：（1）降落傘受到的重力是多少？（2）降落傘受到的空氣阻力是多少？答案：（1）降落傘受到的重力G=m*g其中，m=2kg（降落傘質(zhì)量），g=9.8m/s2（重力加速度）所以，G=2kg*9.8m/s2=19.6N（2）由于降落傘在空氣中以勻速下降，說(shuō)明受到的空氣阻力F與重力G相等，即F=G=19.6N解析：（1）根據(jù)重力公式G=m*g，我們可以計(jì)算出降落傘受到的重力。其中m為降落傘的質(zhì)量，g為重力加速度，通常取值為9.8m/s2。（2）由于降落傘在空氣中以勻速下降，根據(jù)牛頓第一定律（慣性定律），物體在受到平衡力的作用下，將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在這個(gè)問題中，降落傘受到的重力和空氣阻力是一對(duì)平衡力，因此空氣阻力的大小等于重力的大小，即19.6N。第二題：某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)降落傘，傘的面積為0.5平方米，傘的材料密度為0.8千克/平方米。當(dāng)降落傘打開時(shí)，其下落速度達(dá)到5米/秒。假設(shè)空氣密度為1.2千克/立方米，忽略其他阻力因素，求：（1）降落傘在空中受到的空氣阻力大小；（2）若降落傘攜帶的物品質(zhì)量為2千克，求整個(gè)降落傘系統(tǒng)在空中受到的合力大小。答案：（1）空氣阻力大小為F_air=ρ_air*A*v其中，ρ_air為空氣密度，A為傘的面積，v為下落速度。代入數(shù)值計(jì)算得：F_air=1.2kg/m3*0.5m2*5m/s=3N（2）降落傘系統(tǒng)的重力大小為F_gravity=(m_umbrella+m_item)*g其中，m_umbrella為傘的質(zhì)量，m_item為物品的質(zhì)量，g為重力加速度（取9.8m/s2）。傘的質(zhì)量計(jì)算如下：m_umbrella=ρ_umbrella*A代入數(shù)值計(jì)算得：m_umbrella=0.8kg/m2*0.5m2=0.4kg再計(jì)算重力大小：F_gravity=(0.4kg+2kg)*9.8m/s2=3.2kg*9.8m/s2=31.36N由于空氣阻力與重力方向相反，降落傘系統(tǒng)在空中受到的合力大小為：F_net=F_gravity-F_air代入數(shù)值計(jì)算得：F_net=31.36N-3N=28.36N解析：（1）根據(jù)流體力學(xué)中伯努利原理，空氣阻力與空氣密度、傘的面積和下落速度的乘積成正比。通過計(jì)算得出降落傘在空中受到的空氣阻力為3牛頓。（2）降落傘系統(tǒng)的重力等于傘和物品的總質(zhì)量乘以重力加速度。傘的質(zhì)量通過傘的面積和材料密度計(jì)算得出。計(jì)算得到的重力大小為31.36牛頓。由于空氣阻力方向與重力相反，所以合力大小為重力減去空氣阻力，即28.36牛頓。這表示降落傘系統(tǒng)在空中受到的凈力是向下的。五、綜合題（本大題有3小題，每小題10分，共30分）第一題：一個(gè)降落傘在空中展開后，其面積約為5平方米。假設(shè)降落傘的重力為300牛頓，空氣阻力與降落傘面積成正比，比例系數(shù)為0.5牛頓/平方米。求降落傘在空中勻速下降時(shí)的速度，以及此時(shí)空氣阻力的大小。答案：降落傘勻速下降時(shí)的速度約為6.7米/秒，空氣阻力的大小為250牛頓。解析：根據(jù)題意，空氣阻力與降落傘面積成正比，比例系數(shù)為0.5牛頓/平方米，所以空氣阻力F_air=0.5×5=2.5牛頓/平方米。由于降落傘勻速下降，說(shuō)明受力平衡，即重力G等于空氣阻力F_air。重力G已知為300牛頓，所以空氣阻力F_air也等于300牛頓。將空氣阻力F_air代入比例系數(shù)公式，可得降落傘面積S=F_air/(0.5牛頓/平方米)=300牛頓/0.5牛頓/平方米=600平方米。根據(jù)流體力學(xué)中的斯托克斯定律，空氣阻力與速度的平方成正比，即F_air=0.5×ρ×A×v^2，其中ρ為空氣密度（假設(shè)為1.225千克/立方米），A為降落傘面積，v為速度。將已知數(shù)據(jù)代入公式，可得300=0.5×1.225×5×v^2。解方程得v^2=300/(0.5×1.225×5)=60.769，所以v≈6.7米/秒。因此，降落傘勻速下降時(shí)的速度約為6.7米/秒，此時(shí)空氣阻力的大小為250牛頓。第二題：一個(gè)降落傘的設(shè)計(jì)者希望測(cè)試不同面積和重量的降落傘的性能。他制作了兩個(gè)降落傘，一個(gè)面積為5平方米，重量為2千克；另一個(gè)面積為10平方米，重量為4千克。為了進(jìn)行測(cè)試，他將在相同高度下釋放這兩個(gè)降落傘，并測(cè)量它們的下降時(shí)間和落地時(shí)的速度。假設(shè)空氣密度為1.2kg/m3，重力加速度為9.8m/s2，忽略空氣阻力的變化，請(qǐng)計(jì)算以下問題：（1）兩個(gè)降落傘在空氣中的阻力分別是多少？（2）兩個(gè)降落傘在釋放后1秒內(nèi)的下降速度分別是多少？（3）根據(jù)上述計(jì)算，哪個(gè)降落傘先落地？為什么？答案：（1）降落傘的阻力可以通過以下公式計(jì)算：F=0.5*ρ*A*v2，其中F是阻力，ρ是空氣密度，A是面積，v是速度。在降落傘剛開始下落時(shí)，速度v近似為0，因此阻力主要由降落傘的重量決定。對(duì)于兩個(gè)降落傘：第一個(gè)降落傘的阻力F1=m1*g=2kg*9.8m/s2=19.6N第二個(gè)降落傘的阻力F2=m2*g=4kg*9.8m/s2=39.2N（2）1秒內(nèi)的下降速度可以通過以下公式計(jì)算：v=g*t，其中v是速度，g是重力加速度，t是時(shí)間。對(duì)于兩個(gè)降落傘：第一個(gè)降落傘的下降速度v1=g*t=9.8m/s2*1s=9.8m/s第二個(gè)降落傘的下降速度v2=g*t=9.8m/s2*1s=9.8m/s（3）由于