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在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60kg、训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖...

在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60kg、训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20kg的长绳由静止开始滑下,速度很小可认为等于零.在离地面18m高处,武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,开始加速.已知该武警战士落地的速度不能大于6m/s,以最大压力作用于长绳可产生的最大加速度为5m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离.
武警想以最短的时间滑到地面应当先做自由落体运动,然后做匀减速直线运动,落地的末速度v=6m/s,分别对两过程应用位移速度关系式列方程求解. 【解析】 设武警战士加速下滑的距离为h1,减速下滑的距离为(H-h1),加速阶段的末速度等于减速阶段的初速度 为vmax,由题意和匀变速运动的位移速度关系式得: 自由落体过程:vmax2=2gh1 ① 匀减速运动过程:v2-vmax2=-2a(H-h1)② 由①②两式解得:h1==m=7.2 m 武警战士的最大速度为:vmax== m/s=12 m/s 加速时间:t1== s=1.2 s 减速时间:t2== s=1.2 s 下滑的最短时间:t=t1+t2=1.2 s+1.2 s=2.4 s 答:武警战士下滑的最短时间为2.4s,加速下滑的距离为7.2m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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