Question

【題目】如圖所示，參加某電視臺(tái)娛樂節(jié)目的選手從較高的平臺(tái)上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上。已知平臺(tái)與傳送帶的高度差H＝1.8m，水池寬度s0＝1.2m，傳送帶AB間的距離L0＝20m。由于傳送帶足夠粗糙，假設(shè)選手落到傳送帶上后瞬間相對(duì)傳送帶靜止，經(jīng)過△t＝1.0s反應(yīng)時(shí)間后，立刻以a＝2m/s2恒定向右的加速度跑至傳送帶最右端。

（1）若傳送帶靜止，選手以v0＝3m/s的水平速度從平臺(tái)躍出，求選手從開始躍出到跑至傳送帶右端所經(jīng)歷的時(shí)間。

（2）若傳送帶以v＝1m/s的恒定速度向左運(yùn)動(dòng)，選手要能到達(dá)傳送帶右端，則他從高臺(tái)上躍出的水平速度v1至少為多大？

Answer 1

【答案】（1）6.0s（2）4.08 m/s

【解析】試題分析：（1）從開始躍出到跑至傳送帶右端經(jīng)歷的時(shí)間經(jīng)歷兩個(gè)過程：平拋運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng)．平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以通過豎直方向去求，因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求出水平位移，然后再求出勻加速運(yùn)動(dòng)的位移以及時(shí)間．（2）選手平拋運(yùn)動(dòng)到傳送帶上后，在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)跟傳送帶一起向左做勻速，然后以2m/s2的加速度向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到0，如果在這段時(shí)間內(nèi)未掉入水中，則不會(huì)落入水中，以后向右做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）選手離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，

在豎直方向上有，得

在水平方向上有：

選手在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移，得

則選手運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．

(2)設(shè)水平躍出的速度為，落到傳送帶上1.0s反應(yīng)時(shí)間內(nèi)向左發(fā)生的位移大小為：

然后向左減速至速度為零又向左發(fā)生位移

不從傳送帶上掉下，平拋水平位移

則

所以選手從高臺(tái)上躍出的水平速度最小值應(yīng)為4.08m/s.