2001年9月11日，美國(guó)遭受了歷史上規(guī)模最大、損失最為慘重的恐怖主義襲擊，恐怖分子劫持客機(jī)分別撞擊了紐約的“世貿(mào)大樓”和華盛頓的“五角大樓”.其中一架客機(jī)攔腰撞到世貿(mào)大樓的南部塔樓第60層地方，并引起巨大爆炸，大約1 h后，南部塔樓部分轟然倒塌（高約245 m），灰塵和殘骸四處飛濺，300多名救援警察和消防人員沒來(lái)得及逃生.

我們不妨設(shè)置一個(gè)情境：當(dāng)處于倒塌部分正下方的地面人員，看到一塊質(zhì)量約為4×10上標(biāo)3 kg 的樓墻塊豎直倒下的同時(shí)到作出反應(yīng)開始逃離需0.2 s的時(shí)間，逃離的安全區(qū)域?yàn)殡x大廈100 m外（實(shí)際的安全區(qū)要更遠(yuǎn)）.設(shè)該墜落塊與地面的作用時(shí)間為0.05 s，不計(jì)空氣阻力（g取10 m/s2）.求：

（1）地面人員要逃離大廈到安全區(qū)至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速時(shí)間，百米短跑世界紀(jì)錄為9″79）

（2）該墜落塊對(duì)地產(chǎn)生的平均作用力多大？

思路點(diǎn)撥：此題是較新穎的情景創(chuàng)設(shè)題目，是較典型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.

解析：(1)墜落物做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移：h=gt2，墜落物落地速度v0=gt

地面人員逃離時(shí)間t′=t-0.2，則逃離速度v=

由以上各式可求得t=7 s

v0=70 m/s  v=14.7 m/s.

(2)該墜落塊落地前速度v2=gt=70 m/s，

撞地過(guò)程中用動(dòng)量定理：(mg-F)Δt=0-mv2

對(duì)地平均作用力：F=5.64×106 N.

答案：(1)v=14.7 m/s  (2)F=5.64×106 N


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2001年9月11日，美國(guó)遭受了歷史上規(guī)模最大、損失最為慘重的恐怖主義襲擊，恐怖分子劫持客機(jī)分別撞擊了紐約的“世貿(mào)大樓”和華盛頓的“五角大樓”．其中一架客機(jī)攔腰撞到世貿(mào)大樓的南部塔樓第60層地方，并引起巨大爆炸，大約1h后，南部塔樓部分轟然倒塌（高約245m），灰塵和殘骸四處飛濺，300多名救援警察和消防人員沒來(lái)得及逃生．我們不妨設(shè)置一個(gè)情境：當(dāng)處于倒塌部分正下方的地面人員，看到一塊質(zhì)量約為4×103 kg的樓墻塊豎直倒下的同時(shí)到作出反應(yīng)開始逃離需0.2s的時(shí)間，逃離的安全區(qū)域?yàn)殡x大廈100m外（實(shí)際的安全區(qū)要更遠(yuǎn)）．設(shè)該墜落塊與地面作用時(shí)間為0.05s，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2．
求：（1）地面人員要逃離大廈到安全區(qū)至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速時(shí)間，百米短跑世界記錄為9″79）
（2）該墜落塊對(duì)地產(chǎn)生的平均作用力多大？
（3）由于爆炸引起地表震動(dòng)，設(shè)產(chǎn)生的縱波的傳播速率vp=9.1km/s，橫波的傳播速率vs=3.1km/s，設(shè)在某處的地震勘測(cè)中心記錄到兩種不同震感之間的時(shí)間間隔△t0=5s，那么觀測(cè)記錄者與震源之間的距離s為多少千米？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

美國(guó)東部時(shí)間2001年9月11日上午8時(shí)50分和9時(shí)整,紐約世界貿(mào)易中心兩座摩天大樓被恐怖分子劫持的兩架大型民航客機(jī)先后撞擊后起火而坍塌.撞擊大廈的飛機(jī)是波音757和波音767.撞擊時(shí)飛機(jī)高度約為H=300 m,屬超低空飛行,飛行速度約為v0=540 km/h=150 m/s,撞后1 h南樓就坍塌.

（1）波音767客機(jī)的機(jī)身長(zhǎng)度是s0=48.51 m,飛機(jī)未能從大樓飛出.假設(shè)飛機(jī)在樓內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離約為機(jī)身長(zhǎng)度,飛機(jī)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),你能估算出飛機(jī)在撞擊時(shí)的加速度的大小嗎?

（2）根據(jù)新聞報(bào)道,有人從南樓70層上一口氣跑下,安全脫離危險(xiǎn).南樓70層的高度約為h=280 m,假設(shè)樓梯坡度為α=30°,在南樓70層上的一名工作人員聽到撞擊聲后,迅速以v1=0.5 m/s的速度往樓下跑,與人流阻礙時(shí)間為t1=30 min.問(wèn)此人能否從南樓安全跑出?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2001年9月11日，恐怖分子利用劫持的客機(jī)，對(duì)美國(guó)的多個(gè)目標(biāo)實(shí)施攻擊.其中，一架質(zhì)量為104 t、約載35 t燃油的波音757飛機(jī)，水平撞擊世貿(mào)大樓的北部塔樓;另一架質(zhì)量為156 t，約載51 t燃油的波音767飛機(jī)，則水平撞擊南部塔樓，使兩幢大樓產(chǎn)生幅度近1 m的晃動(dòng)和猛烈的燃燒.一個(gè)多小時(shí)后，兩幢110層的高樓相繼倒塌，造成數(shù)千人的死亡.使兩幢世貿(mào)大樓遭受重創(chuàng)的巨大能量是（    ）

A.飛機(jī)的重力勢(shì)能      B.飛機(jī)的動(dòng)能      C.飛機(jī)的內(nèi)能      D.燃油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2001年9月11日，恐怖分子利用劫持的客機(jī)，對(duì)美國(guó)的多個(gè)目標(biāo)實(shí)施攻擊.其中，一架質(zhì)量為104噸、約載35噸燃油的波音757飛機(jī)，水平撞擊世貿(mào)大樓的北部塔樓；另一架質(zhì)量為156噸、約載51噸燃油的波音767飛機(jī)，則水平撞擊南部塔樓，使兩大樓產(chǎn)生幅度近1米的晃動(dòng)和猛烈的燃燒.一個(gè)多小時(shí)后兩幢110層的高樓相繼倒塌，造成數(shù)千人的傷亡.使兩幢世貿(mào)大樓遭受重創(chuàng)的巨大能量是（    ）

A.飛機(jī)的重力勢(shì)能                    B.飛機(jī)的動(dòng)能

C.飛機(jī)的內(nèi)能                          D.燃油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2001年9月11日，美國(guó)遭受了歷史上規(guī)模最大、損失最為慘重的恐怖主義襲擊，恐怖分子劫持客機(jī)分別撞擊了紐約的“世貿(mào)大樓”和華盛頓的“五角大樓”.其中一架客機(jī)攔腰撞到世貿(mào)大樓的南部塔樓第60層地方，并引起巨大爆炸，大約1 h后，南部塔樓部分轟然倒塌（高約245 m），灰塵和殘骸四處飛濺，300多名救援警察和消防人員沒來(lái)得及逃生.?

我們不妨設(shè)置一個(gè)情境：當(dāng)處于倒塌部分正下方的地面人員，看到一塊質(zhì)量約為

       4×103 kg的樓墻塊豎直倒下的同時(shí)到作出反應(yīng)開始逃離需0.2 s的時(shí)間，逃離的安全區(qū)域

       為離大廈100 m外（實(shí)際的安全區(qū)要更遠(yuǎn)）.設(shè)該墜落塊與地面作用時(shí)間為0.05 s，不計(jì)

       空氣阻力，g取10 m/s2.

求：（1）地面人員要逃離大廈到安全區(qū)至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速時(shí)間，百米短跑世界記錄為9″79）

（2）該墜落塊對(duì)地產(chǎn)生的平均作用力多大？

（3）由于爆炸引起地表震動(dòng)，設(shè)產(chǎn)生的縱波的傳播速率vp=9.1 km/s,橫波的傳播速率vs=3.1 km/s，設(shè)在某處的地震勘測(cè)中心記錄到兩種不同震感之間的時(shí)間間隔Δt0=5s,那么觀測(cè)記錄者與震源之間的距離s為多少千米？

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