题目内容

【题目】现在城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生,假设某层47m高的阳台上的花盆因受扰动掉落,可看成自由落体运动,有一辆长3m、高2m的汽车,在楼下以8m/s的速度匀速直行,将要经过阳台的正下方。花盆开始自由下落时汽车车头距花盆的水平距离为24m,重力加速度g取10m/s2.

(1)通过计算说明汽车能否安全通过;

(2)如果在汽车车头距花盆的水平距离为16m时,司机发发觉有危险,决定采取加速(简化为匀加速)的方式来避险。设司机的反应时间为0.5s,则汽车至少以多大的加速度才能够安全通过?

【答案】(1)不能安全通过 (2) 2.7m/s2

【解析】

(1)花盆从47m高处落下,到达离地高2m的车顶过程,位移为:h=47-2=45m;
根据位移公式,有:

解得:

3s内汽车位移:

x=vt=8×3=24m

故刚好落在车头上;
(2)如果在汽车车头距花盆的水平距离为16m时才看到,此刻汽车经过的时间:

反应时间△t=0.5s,在反应时间内仍然是匀速直线运动,此后做匀加速直线运动,故:
反应时间内的位移:

x1=v△t=8×0.5=4m

结合几何关系,加速位移:

x2=x0-x1+L=16-4+3=15m

根据位移公式,有:

其中t=3s
联立解得:

≈2.7m/s2

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