题目内容
3.“强台风”是一个巨大的能量库,其风速都在17米/秒以上,甚至在60m/s以上.据测,当风力达到12级时,垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿.台风登陆以后,会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害.不少在台风登陆地区做新闻报道的记者,需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走.大风真的能把人吹走吗?为方便研究这一问题,我们只考虑一种简单情况,即看大风能不能把人吹的在地面上滑动.设某次台风登陆时的风力为9级,方向水平风速大小可达到22m/s,经过流体阻力测算,在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164N.假设这个人重60kg,台风来临时人站立在水平地面上,人与地面间的滑动摩擦系数为0.26.试通过计算分析:(1)当风速达到22m/s时,人能不能被吹动?
(2)当风速达到15m/s时,吹在人身上的水平风力达到76N,站在地上的人受的摩擦力多大?
(3)当风速达到25m/s时,吹在人身上的水平风力达到212N,站在地上的人受的摩擦力多大?
分析 (1)求出人与地面间的最大静摩擦力,比较风力与最大静摩擦力的大小,判断能否被吹动.
(2)当风力F1=76N时,风力小于最大静摩擦力,不会被吹动,人所受的摩擦力为静摩擦力,根据平衡求出静摩擦力的大小.
(3)当风速达到25m/s时,吹在人身上的水平风力达到212N,人所受的摩擦力为滑动摩擦力.根据滑动摩擦力大小公式求出摩擦力的大小.
解答 解:(1)人和地面之间的压力为:N=mg=600N,
人和地面之间的最大摩擦力为:f=μN=156N,
因为F>f,所以人能被吹走;
(2)当风力F1=76N时,由于F1<f,
所以人不能被吹动,人受到地面给他的力是静摩擦力,
其大小为f1=F1=76N;
(3)当风力F2=212N时,由于F2>f,
所以人能被吹动,人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力;
其大小为:f2=f,
摩擦力大小为:f2=f=μN=156N;
答:(1)当风速达到22m/s时,人能被吹走.
(2)站在地上的人受的摩擦力为76N.
(3)站在地上的人受的摩擦力为156N.
点评 解决本题的关键通过风力与最大静摩擦力大小进行比较,判断能否被吹动,从而判断出人所受的摩擦力.
练习册系列答案
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之间的关系可以肯定是( )
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