- 试题详情及答案解析
- （15分）2001年9月11日，美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击，恐怖分子劫持客机分别撞击了纽约的“世贸大楼”和华盛顿的“五角大楼”。其中一架客机拦腰撞到世贸大楼的南部塔楼第60层地方，并引起巨大爆炸，大约1 h后，南部塔楼部分轰然倒塌（高约245 m），灰尘和残骸四处飞溅，300多名救援警察和消防人员没来得及逃生。
我们不妨设置一个情境：当处于倒塌部分正下方的地面人员，看到一块质量约为4×103 kg的楼墙块竖直倒下的同时到作出反应开始逃离需0.2 s的时间，逃离的安全区域为离大厦100 m外（实际的安全区要更远）。设该坠落块与地面作用时间为0.05 s，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：
（1）地面人员要逃离大厦到安全区至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速时间，百米短跑世界记录为9″79）
（2）该坠落块对地产生的平均作用力多大？
（3）由于爆炸引起地表震动，设产生的纵波的传播速率vP="9.1" km/s,横波的传播速率vs="3.1" km/s，设在某处的地震勘测中心记录到两种不同震感之间的时间间隔Δt0="5" s,那么观测记录者与震源之间的距离s为多少千米？- 答案：v="10.3" m/s F=5.64
s=23.1km - 试题解析：1.物体落地的时间h=
落地速度
地面人员逃离的时间
逃离速度
联立方程带入数据解得t="7s" v0=70m/s v="10.3" m/s
2.物体落地时：平均加速度a=
由牛顿第二定律得 
联立方程解得F=5.64
3.纵波的传到观测者所用的时间
横波传达观测者所用的时间
又
联立方程解得s=23.1km
考点：自由落体 牛顿第二定律
点评：抓住有关信息排除无关干扰，建立运动模型。本题包括竖直方向上的落体过程和水平方向上的匀速运动过程，找出两个过程中的时间联系，分别建立方程求解。求坠落块对地产生的平均作用力时不能漏掉物体的重力。