(2011?重慶一模)2008年四川發(fā)生“5.12”汶川大地震.某商場一棟高45.0m的樓房發(fā)生轟然倒塌,灰塵和殘渣四處飛揚,商場的人們幾乎沒能逃生.我們不妨設(shè)置當時的情境:當處于倒塌部分正下方的地面人員,看到一塊質(zhì)量約為4.0×103kg的墻塊從樓房頂端豎直掉落時到作出反應(yīng)開始逃離需0.2s的時間,安全區(qū)域離建筑物30.0m以外(實際的安全區(qū)要更遠).設(shè)該墜落墻塊與地面作用時間為0.5s,不計空氣阻力,g取10.0m/s2.求:
(1)該地面人員從發(fā)現(xiàn)墻塊掉落至逃到安全區(qū)至少要以多大速度奔跑?(忽略人的加速時間,百米短跑世界記錄為9″79)
(2)由于震源產(chǎn)生縱波和橫波引起地表不同震感,設(shè)產(chǎn)生的縱波的傳播速率vp=9.3km/s,橫波的傳播速率vs=3.1km/s,設(shè)在某處的地震觀測中心記錄到兩種不同震感之間的時間間隔△t0=5.0s,那么觀測中心與震源之間的距離s為多少千米?
(3)該墜落塊對地產(chǎn)生的平均作用力多大?
分析:(1)根據(jù)自由落體運動的位移公式求出運動時間,再根據(jù)勻速直線運動公式求解.
(2)震動同時開始傳播,則由勻速運動規(guī)律求解.
(3)根據(jù)動量定理求解.
解答:解:(1)墜落物做自由落體運動的時間:
h=
1
2
gt2
地面人員逃離時間t′=t-0.2s
逃離速度v=
s
t′
                                         
解得    t=3s  
      v≈10.7m/s                      
 (2)震動同時開始傳播,則由勻速運動規(guī)律知
s=vptp
s=vsts
△t0=ts-tp                                       
求得  s≈23.3km                                      
(3)落地速度    v0=gt                                        
解得   v0=30m/s                                     
根據(jù)動量定理可知:
F△t=mv0                                          
(F-mg)△t=mv0                                    
求得 F=2.8×105N   
答:(1)該地面人員從發(fā)現(xiàn)墻塊掉落至逃到安全區(qū)至少要以10.7m/s 速度奔跑
(2)觀測中心與震源之間的距離s為23.3km                                      
(3)該墜落塊對地產(chǎn)生的平均作用力是2.8×105N.
點評:解決該題關(guān)鍵要知道研究對象運動的性質(zhì),根據(jù)運動性質(zhì)選擇對應(yīng)的物理規(guī)律求解.
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月份/月 1 2 3 4 5 6
平均最高氣溫/℃ 1.8 4.5 12.8 21.4 28.7 31.4
平均大氣壓/105Pa 1.031 1.025 1.018 1.012 1.007 0.9764

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