由“最美媽媽”勇接墜樓女童的感人事跡編寫的物理題

毛小平

（貴州省盤縣二中，貴州 盤縣 553500）

2011年7月2日下午1點半，在杭州濱江區(qū)的一住宅小區(qū)，一個2歲女童突然從10樓墜落，剛好從樓下經(jīng)過的杭州市民吳菊萍奮不顧身地沖過去用雙手接住了孩子，吳菊萍因此手臂粉碎性骨折，被網(wǎng)民稱為“最美媽媽”.墜樓女孩也因吳菊萍這位偉大女性的壯舉而獲救.

“最美媽媽”吳菊萍女士的這一壯舉中包含了諸多的有關(guān)物理學(xué)的問題，用這位偉大的女性的事跡編寫出相應(yīng)的物理問題來讓學(xué)生解決，不但能提高學(xué)生學(xué)習(xí)解決物理問題的興趣，更重要的是能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)解決物理問題的過程中去感受這位偉大女性的人格魅力，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)的同時受到人格塑造的教育.

問題1.假設(shè)每層樓高3m，窗臺高1m，“最美媽媽”雙臂接女童處距地面高1m，則女童對“最美媽媽”雙臂的平均沖力多大？這樣大的沖力相當(dāng)于質(zhì)量為多大的物體直接壓在“最美媽媽”的雙臂上（假設(shè)女童質(zhì)量為15kg）？

這一問題對于學(xué)過動能定理的學(xué)生，可以用動能定理來解決.對于只學(xué)到牛頓三定律的學(xué)生，可以用動力學(xué)與運動學(xué)的方法來解決.

解析：如圖1所示，女童墜樓處距地面高為28m，最美媽媽雙臂接女童處距地面高為1m，則由動能定理知

女童對“最美媽媽”雙臂的平均沖力為4200N，相當(dāng)于420kg的重物直接壓在她的雙臂上.

問題2.如果沒有“最美媽媽”的雙臂作為緩沖，女童直接掉在地上，假設(shè)女童與地面接觸后，需0.01s的時間，速度由最大值減到0，則地面對女童的平均沖力多大，這么大的沖力，相當(dāng)于質(zhì)量為多少噸的物體直接壓在女童的身上？

圖1

解析：假設(shè)這種情況下女童落地前一瞬間的速度為v，地面對女童的平均沖力為F，則

可得F＝35646N.

這么大的沖力相當(dāng)于3.56t的重物直接壓在女童的身上.“最美媽媽”的壯舉，讓女童所受沖力從35646N減小到4200N，只有原來的十分之一多一點.

問題3.設(shè)女童在落地前最后1m因“最美媽媽”雙臂的緩沖而做勻減速直線運動，其速度由最大值著減到0，則在最后1m所用的時間因“最美媽媽”的壯舉而增加了多少？

解析：設(shè)女童距地面1m時的速度為v，若無“最美媽媽”雙臂的緩沖，再經(jīng)t1時間就重重的落在地上，則

可得t1＝0.0426s.

因“最美媽媽”雙臂的緩沖，女童在最后1m的落地時間從原來的t1減少到t2，則

可得t2＝0.0861s.

因“最美媽媽”的壯舉，墜樓女童在落地前最后1m所用的時間由原來的0.0426s增大到0.0861s，增加了0.0435s.一位偉大的女性，為女童爭取了0.0435s的時間，進(jìn)而挽救了這位女童的生命.

當(dāng)學(xué)生計算到這里的時候，他們的心跳會因這短短的0.0435s的數(shù)據(jù)而加速.他們會很自然地在以上物理問題的解決過程中學(xué)到比物理知識更為重要的東西.