据报道,三岁小童闹闹玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理人员发现,该人员迅速由静止冲向闹闹下落处的正下方楼底,准备接住闹闹。已知管理人

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 自由落体运动/2022-09-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

据报道,三岁小童闹闹玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理人员发现,该人员迅速由静止冲向闹闹下落处的正下方楼底,准备接住闹闹。已知管理人员到闹闹下落处的正下方楼底的距离为15m,为确保安全稳妥地接住闹闹,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接闹闹时没有水平方向的冲击(即水平速度为零)。不计空气阻力,将儿童和管理人员都看做质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动(g取10m/s2)。问:
(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理人员在加速或减速过程的加速度大小相等,且最大速度不超过7.5m/s,求管理人员奔跑时至少需要多大的加速度?

◎ 答案

(1)5m/s   (2)7.5m/s2

◎ 解析


试题分析:(1)儿童掉下做自由落体运动,可以通过自由落体的位移公式求出时间,根据时间再求管理员的最小平均速度.
(2)管理员先加速到速度最大,再匀速,再减速到0,抓住三段时间和等于自由落体的时间,三段位移和等于管理员到楼底的距离,求出最小加速度.
解:(1)儿童下落的时间为t,
他要能接住儿童,奔跑的时间要小于3s
由x=vt,v=5m/s,故管理员的平均速度至少为6m/s.
(2)设管理员的加速度为a
时间
位移

由上可得a=7.5m/s2
故加速度应满足a≥7.5m/s2
点评:解决本题的关键抓住小孩自由下落的时间和管理员运动的时间相等,灵活运用运动学公式求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“据报道,三岁小童闹闹玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理人员发现,该人员迅速由静止冲向闹闹下落处的正下方楼底,准备接住闹闹。已知管理人…”主要考查了你对  【自由落体运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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