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一宠物毛毛狗“乐乐”在玩耍时不慎从离地h1=19.5m高层阳台无初速度竖直掉下,当时刚好是无风天气,设它的质量m=2kg,在“乐乐”开始掉下的同时,几乎在同一时刻刚好被地面上的一位保安

题目详情
一宠物毛毛狗“乐乐”在玩耍时不慎从离地h1=19.5m高层阳台无初速度竖直掉下,当时刚好是无风天气,设它的质量m=2kg,在“乐乐”开始掉下的同时,几乎在同一时刻刚好被地面上的一位保安发现并奔跑到达楼下,奔跑过程用时2.5s,恰好在距地面高度为h2=1.5m处接住“乐乐”,“乐乐”缓冲到地面时速度恰好为零,设“乐乐”下落过程中空气阻力为其重力的0.6倍,缓冲过程中空气阻力为其重力的0.2倍,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)为了营救“乐乐”允许保安最长的反应时间;
(2)在缓冲过程中保安对“乐乐”做的功.
▼优质解答
答案和解析
(1)对“乐乐”用牛顿第二定律mg-0.6mg=ma1求得:a1=4m/s2        
“乐乐”下落过程:h1−h2=
1
2
a1t2
求得:t=3s                                  
允许保安最长反应时间:t=(3-2.5)s=0.5s       
(2)“乐乐”下落18m时的速度υ1=a1t=12m/s       
缓冲过程中,对“乐乐”由动能定理得:W+mgh2−0.2mgh2=0−
1
2
12
解得:W=-168J 
答:(1)为了营救“乐乐”允许保安最长的反应时间为0.5s;(2)在缓冲过程中保安对“乐乐”做的功-168J.
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