在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60 kg训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始滑下。开始下滑处在离地面18 m高处,由于武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,因此他开始让自己自由下落。已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,以最大的力量紧握长绳可产生的最大加速度为5 m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离。(可以把武警看成质点)
在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60 kg训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始滑下。开始下滑处在离地面18 m高处,由于武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,因此他开始让自己自由下落。已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,以最大的力量紧握长绳可产生的最大加速度为5 m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离。(可以把武警看成质点)
2.4 s 7.2 m
解析:设武警战士加速下滑的距离为h1,减速下滑的距离为(H-h1),加速阶段的末速度等于减速阶段的初速度为,由题意和匀变速运动的规律有:
v=2gh1 …………① (2分)
v- v2=2a(H-h1) …………② (2分)
加速时间:
vmax=gt1 …………③ (1分)
减速时间:
t=2.4 s, h1=7.2 m …………………………………………3分