Question

【題目】高空墜物危害有多大

現在從高樓上墜落物體傷人事件時有發生，許多人甚至認為從摩天大樓上掉下來的硬幣如果砸到人身上也會要了人的命。理由是由于重力的作用，下落的物體一直在加速，只要下落距離足夠長，硬幣總會達到使人致死的速度。實際上這個結論是在不考慮空氣阻力的情況下分析得出的，在通常的低速情況下，空氣阻力是可以忽略不計；然而在高速運動的情況下，例如研究摩天大樓上掉下來的高速下落的硬幣，空氣阻力則不可忽略，它們甚至會大到成為決定最終運動狀態的關鍵因素。在高速情況下的空氣阻力大小與速度的平方成正比，速度越大，空氣阻力也就越大。然而空氣阻力也不會無限制地增大，當空氣阻力大到與重力（ G = mg）相等時，物體的受力就平衡了。此時物體將穩定地以一個速度勻速下落，這時的速度被稱為收尾速度 v0 ，它的大小可以通過其與阻力的關系式求得。通過具體數據計算，得到結果是不論硬幣從多高的地方掉下來，最終的速度也不會超過 45.4 m/s。速度越大，砸在人身上產生的壓強越大。進一步計算，這枚硬幣砸在人身上，人體受到的壓強為 P ≈ 7.2MPa，而人體皮膚所能承受的壓強為 P = 20.89±4.11MPa，所以高空墜落的硬幣產生的壓強比這一極限壓強還是小很多的。由此看來，高處落下的硬幣基本是不會致命的啦！但是如果是一個雞蛋，那就是另外的結論，如果從25樓拋下，就可直接致人死亡；從18樓拋下，可致人頭骨碎裂。

某科學活動小組做了“ 球形物體在空氣中下落時，受到的阻力大小與球的半徑和速度關系”的實驗，測量數據見下表。（g取10N/kg）

請根據上述材料，回答下列問題：

（1）硬幣下落時在達到收尾速度之前，重力________阻力（選填“大于”“小于”或“等于”）；

（2）根據表格分析半徑相同的球，收尾速度的大小與____________有關。

（3）請從安全角度出發寫出一條建議__________________________________。

Answer 1

【答案】 大于 質量 不要從高層向窗外扔東西 （等）

【解析】（1）由題意可知，不論硬幣從多高的地方掉下來，最終的速度也不會超過40m/s，所以硬幣下落時在達到收尾速度之前，重力大于阻力；

（2）根據1、2次的實驗收尾速度的特點可知，質量大，重力大，平衡時的阻力就大，收尾速度大，故半徑相同的球，收尾速度的大小與質量有關；

（3）為了避免高空拋物對人們造成的危害，我們在生活中應該做到不高空拋物。