Question

20．高空拋物給人身安全和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅，假定某人將質(zhì)量約為1kg的磚塊從15樓（約45m高）窗口釋放，磚塊正好砸中停在樓下的轎車，致使轎車頂部被砸中部位嚴(yán)重下凹，磚塊砸中轎車至速度減為零，經(jīng)歷的時(shí)間約為0.01s，忽略磚塊的初速度及水平方向的運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力，取g=10m/s²．
（1）求磚塊砸中轎車前瞬間的速度v；
（2）估算磚塊砸中轎車過(guò)程中對(duì)車頂?shù)钠骄鶝_擊力大小F_N．

Answer 1

分析 （1）磚塊做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式求得速度；
（2）在減速階段，根據(jù)速度時(shí)間公式求得加速度，有牛頓第二定律求得作用力

解答 解：（1）磚塊最自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式可知：v²=2gh
解得：$v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×45}m/s=30m/s$
（2）減速階段的加速度為：a=$\frac{0-v}{t}=\frac{0-30}{0.01}m/{s}^{2}=-3000m/{s}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律可知：F_N-mg=ma
解得：F_N=mg+ma=3010N
答：（1）求磚塊砸中轎車前瞬間的速度v為30m/s；
（2）估算磚塊砸中轎車過(guò)程中對(duì)車頂?shù)钠骄鶝_擊力大小F_N為3010N

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了磚塊的運(yùn)動(dòng)，利用好牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求得，關(guān)鍵還是運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析