题目内容

6.某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,估算在着地过程中,对他双脚的平均作用力是多少?(消防队员的质量为m)

分析 根据机械能守恒定律可求得人着地时的速度,再根据运动公式分析重心下降0.5m过程所用时间,再根据动量定理即可求得平均作用力.

解答 解:消防队员下落2m双脚刚着地时的速度为v,由机械能守恒定律得
mgh=$\frac{1}{2}$mv2           (1)
重心下降△h=0.5m可视为匀减速过程,所需时间为△t,由平均速度得
$\overline{v}$=$\frac{v}{2}$  (2)
由位移公式得:
△t=$\frac{△h}{\overline{v}}$                 (3)
由(2)(3)得
△t=$\frac{2△h}{v}$                    (4)
以向上方向为正方向,在触地过程中,FN是地对双脚的平均作用力,
由动量定理得
(FN-mg)△t=0-(-mv)=mv                             
由(1)(4)(5)得
FN=5mg
答:对他双脚的平均作用力是5mg.

点评 本题考查动量定理以及机械能守恒定律的应用,要注意明确物体在着地过程中做减速运动,由运动学公式分析时间,再根据动量定理分析作用力.

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