据报道,一儿童玩耍时不慎从H=45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理员发现,该管理员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童.已知管理员到楼底的距
题目
据报道,一儿童玩耍时不慎从H=45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下一管理员发现,该管理员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童.已知管理员到楼底的距离为18m,为确保安全能稳妥接住儿童,管理员将尽力节约时间,但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击(管理员末速度为0),不计空气阻力,将儿童和管理员都看做质点,设管理员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2.问:
(1)管理员至少用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理员在加速或减速的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理员奔跑时加速度需满足什么条件?
答案
(1)儿童下落的时间为t
H=
gt2 t=3s
他要能接住儿童,奔跑的时间要小于3s
由x=vt,v=6m/s
故管理员的平均速度至少为6m/s.
(2)设管理员的加速度为a
时间t
1+t
2+t
3=3s
位移s
1+s
2+s
3=18m
t1=t3=s1=s3=s
2=v
mt
2由上可得a=9m/s
2
故加速度应满足a≥9m/s
2.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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