Question

20．一个质量为60kg的消防员，由静止状态从1.8m高台上跳下（可以认为自由落体运动），然后他双退弯曲重心下降经过0.4s静止在水平地面上，则地面对消防员的平均作用力为1500N，方向竖直向上．（ g取10m/s²）

Answer 1

分析 该消防员先自由下落t₁，接着下降时间为t₂，对整个过程，有重力和阻力对消防员有冲量，运用动量定理列式可求解平均阻力．

解答 解：对整个过程，有重力和阻力的冲量，其中阻力的方向竖直向上，根据动量定理得：
  mg（t₁+t₂）-Ft₂=0-0
消防员开始时下降的时间为：${t}_{1}=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×1.8}{10}}=0.6$s
则得地面对他的平均作用力为：F=$\frac{mg（{t}_{1}+{t}_{2}）}{{t}_{2}}$=$\frac{60×10×（0.6+0.4）}{0.4}$N=1500N
故答案为：1500，竖直向上，

点评 本题涉及力在时间上的积累效果，优先考虑运用动量定理求解，也可以分段，由牛顿第二定律和运动学公式结合求．