Question

13．質(zhì)量是60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，下落過程中空氣阻力不計，由于彈性安全帶的保護作用，最后使人懸掛在空中．已知彈性安全帶緩沖時間為1.2s，安全帶的自然長度為5m，求安全帶所受的平均沖力．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 安全帶被拉直前，工人做自由落體運動，根據(jù)機械能守恒求出安全帶被拉直時的速度，設(shè)安全帶的平均作用力為F，選向上方向為正，由動量定理即可求出安全帶受到的平均沖量．

解答 解：根據(jù)v²=2gL得，彈性繩繃直時，工人的速度v=$\sqrt{2gL}$=$\sqrt{2×10×5}$=10m/s，
取人為研究對象，在人和安全帶相互作用的過程中，人受到重力mg和安全帶給的沖力 F，
取F方向為正方向，由動量定理得：Ft-mgt=0-（-mv），
代入數(shù)據(jù)解得：F=1100N，方向豎直向上，
由牛頓第三定律可知，安全帶受到的平均沖力：F′=F=1100N，方向豎直向下．
答：安全帶所受的平均沖力大小為1100N，方向：豎直向下．

點評 本題主要考查了機械能守恒定律及動量定理的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．