高中物理自由振动和受迫振动计算题

质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由落下，陷入沙坑中2 cm深处，如图所示，(g取10 m/s²)求:

(1) 小球落地时的速度为v ；
(2) 沙子对铅球的平均阻力F_f．

高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上O点水平飞出，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员连同滑雪板的总质量m=50kg，他落到了斜坡上的A点，A点与O点的距离s=12m，如图所示。忽略斜坡的摩擦和空气阻力的影响（g=10m/s²，sin37°=0.60;cos37°=0.80)，求：
（1）运动员在空中飞行了多长时间？
（2）求运动员离开O点时的速度大小。
（3）运动员落到斜坡上顺势屈腿以缓冲，使他垂直于斜坡的速度在t=0.50s的时间内减小为零，设缓冲阶段斜坡对运动员的弹力可以看作恒力，求此弹力的大小。

在某中学举办的智力竞赛中，有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目。要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏。如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1 m的高度落到地面而不被摔坏。有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力均为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面4 m的高处落下，装置着地时间短且保持竖直不被弹起。g取10 m／s²，不考虑空气阻力，求：

（1）如果没有保护，鸡蛋直接撞击地面而不被摔坏，其速度最大不能超过多少？
（2）如果使用该装置，鸡蛋夹放的位置离装置下端距离x至少为多少？

长为2m的竖直杆的下端距离一竖直隧道口上沿5m，若这隧道长是13m，让这根杆由静止自由下落，杆能自由穿过隧道，g取10m/s²。求：
（1）它通过隧道的时间为多少？
（2）它完全穿出隧道时的速度是多大？

“使命行动-2010”跨区机动演习的兰州军区某集团军部队，在川西某高原组织了一场信息化条件下实兵对抗联合火力打击演练。在这次军演中多支特战分队通过机降秘密潜入“敌”后方阵地，对“敌”指挥枢纽进行特种破袭。某一空降特战兵在敌方的上空实施空降， 在飞机悬停空中后,空降特战兵从机舱中一跃而下，把空降特战兵空降假定为如下过程：空降特战兵出飞机舱后先做自由落体运动，下落了2s后，打开伞包匀速运动了4s，接着做匀减速直线运动6s到达了“敌方”的地面，此时空降兵的速度恰好为零，g取10m/s²。 求：
（1）空降特战兵做自由落体运动下落的距离是多少？
（2）空降特战兵实施空降发生的总位移是多少？

2010年4月15日，奥地利施第里尔州高空2000米处进行了极其危险的特技表演项目，场面震撼和令人揪心．如右图所示，若跳伞运动员做低空跳伞表演，他在离地面224m高处，由静止开始在竖直方向做自由落体运动．一段时间后，立即打开降落伞，以12.5m/s²的平均加速度匀减速下降，为了运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过5m/s(g取10m/s²)．求运动员展开伞时，离地面高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？

吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”，评为2011年感动中国人物。设妞妞的质量m=12kg，从离地h₁=28.2m高的阳台掉下，下落过程中空气阻力约为本身重力的0．4倍；在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离x=9m到达楼下，张开双臂在距地面高度为h₂=l．2m处接住妞妞，缓冲到地面时速度恰好为零，缓冲过程中的空气阻力不计，可近视看成匀减速直线运动，g=10m/s²。试求：
（1）妞妞从坠落到着地所用的总时间
（2）在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功。

吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。设妞妞的质量m=10Kg,从离地面=28.5m高的阳台掉下，下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍；在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离S=9m到达楼下，张开双臂在距地面高度为=1.5m处接住妞妞，缓冲到地面时速度恰好为零，缓冲过程中的空气阻力不计。g=10.求：

（1）妞妞在被接到前下落的时间；
（2）吴菊萍跑到楼下时的速度；
（3）在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功。

(18分)
从离地面80m的空中自由落下一个小球（g取10m/s²），求：
（1）经过多长时间落到地面？
（2）自开始下落计时，在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小；

吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”．设妞妞的质量m=10kg，从离地h= 28．5m高的阳台掉下，下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍；在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离s =9m到达楼下，恰好张开双臂在距地面高度为h₂=1.5m处接住妞妞，缓冲到地面时速度为零，缓冲过程中的空气阻力不计。g取10m／s²，求：

妞妞在被接到前下落的时间．
吴菊萍跑到楼下时的速度．
在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功．

(9分)在足够高处，先后让两个铁球自由下落，两个球用14.7 m的轻绳连接．第1个球下落1 s后，第2个球开始下落．不计空气阻力，试求第2个球开始下落后多少时间，连接两个球的轻绳恰好被拉直？

设宇航员在某行星上从高32 m处自由释放一重物，测得在下落最后1 s内所通过的距离为14 m，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？

如图所示，m₁从光滑的斜面上的A点由静止开始运动，与此同时小球m₂在C点的正上方4.5l处自由落下，m₁以不变的速率途经斜面底端B点后继续在光滑的水平面上运动，在C点恰好与自由下落的小球m₂相遇，若AB= BC=l，不计空气阻力，试求：
两球经多长时间相遇；
斜面的倾角等于多大。

一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是10m/s，经过另一点时的速度为30m/s，求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。（g="10" m/s²）

从离地405m的空中自由落下一个重球，不计阻力，（取g=10m/s²）。求：
经过多少时间落到地面？
从开始落下的时刻起，第1s内、最后1s内的位移分别多大？