问题 问答题

据报道,一儿童玩耍时不慎从H=45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理员发现,该管理员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童.已知管理员到楼底的距离为18m,为确保安全能稳妥接住儿童,管理员将尽力节约时间,但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击(管理员末速度为0),不计空气阻力,将儿童和管理员都看做质点,设管理员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2.问:

(1)管理员至少用多大的平均速度跑到楼底?

(2)若管理员在加速或减速的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理员奔跑时加速度需满足什么条件?

答案

(1)儿童下落的时间为t

H=

1
2
gt2 t=3s

他要能接住儿童,奔跑的时间要小于3s

由x=vt,v=6m/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t1+t2+t3=3s

位移s1+s2+s3=18m

t1=t3=

vm
a

s1=s3=

vm2
2a

s2=vmt2

由上可得a=9m/s2

故加速度应满足a≥9m/s2

选择题
单项选择题