(16分)2008年四川發(fā)生“5.12”汶川大地震。某商場一棟高45.0m的樓房發(fā)生轟然倒塌,灰塵和殘渣四處飛揚(yáng),商場的人們幾乎沒能逃生。
我們不妨設(shè)置當(dāng)時的情境: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4.0×103kg的墻塊從樓房頂端豎直掉落時到作出反應(yīng)開始逃離需0.2s的時間,安全區(qū)域離建筑物30.0m以外(實際的安全區(qū)要更遠(yuǎn))。設(shè)該墜落墻塊與地面作用時間為0.5s,不計空氣阻力,g取10.0m/s2。求:
(1)該地面人員從發(fā)現(xiàn)墻塊掉落至逃到安全區(qū)至少要以多大速度奔跑?(忽略人的加速時間,百米短跑世界記錄為9″79)
(2)由于震源產(chǎn)生縱波和橫波引起地表不同震感,設(shè)產(chǎn)生的縱波的傳播速率vp = 9.3km/s,橫波的傳播速率vs = 3.1km/s,設(shè)在某處的地震觀測中心記錄到兩種不同震感之間的時間間隔△t0 = 5.0s,那么觀測中心與震源之間的距離s為多少千米?
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(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開第四日角逐。在男子雙人十米臺決賽中,中國組合林躍/火亮優(yōu)勢明顯,最終以總分482.46分成功折桂,幫助中國隊奪得第五枚金牌。如圖16甲是林躍/火亮在跳臺上騰空而起的英姿。中國組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺跳板上的最邊緣端,他們的重心離跳板板面的高度大約為1m,當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m,下降到手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作,如圖16乙所示,這時他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s2,保留三位有效數(shù)字)
(1)請問運(yùn)動員在空中是依靠什么力來完成各種難度較大動作的?這些力相互作用力對運(yùn)動員的整體運(yùn)動過程有影響嗎?為什么?請試探究性回答;
(2)不計空氣阻力,試估算從躍起到手觸及水面的過程中運(yùn)動員完成一系列動作可利用的時間多長;
(3)忽略運(yùn)動員進(jìn)入水面過程中受力的變化,入水后,運(yùn)動員的重心能下沉到離水面約2.2m處,試估算水對運(yùn)動員的平均阻力約是運(yùn)動員自身重力的幾倍。
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