Question

【題目】一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重.一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上,由升降機(jī)送上幾十米的高處,然后讓座艙自由落下.落到一定位置時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng),到地面時(shí)剛好停下.已知座艙開始下落時(shí)的高度為75,當(dāng)落到離地面30m的位置時(shí)開始制動(dòng),座艙均勻減速.重力加速度取10,不計(jì)空氣阻力.

（1）求座艙下落的最大速度;

（2）求座艙下落的總時(shí)間;

（3）若座艙中某人用手托著重30N的鉛球,求座艙下落過程中球?qū)κ值膲毫?/span>.

Answer 1

【答案】（1）30m/s（2）5s．（3）75N．

【解析】

試題（1）v2=2gh;

vm＝30m/s

⑵座艙在自由下落階段所用時(shí)間為：t1＝3s

座艙在勻減速下落階段所用的時(shí)間為：t2＝＝2s

所以座艙下落的總時(shí)間為：t＝t1＋t2＝5s

⑶對(duì)球，受重力mg和手的支持力N作用，在座艙自由下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有mg－N＝mg

解得：N＝0

根據(jù)牛頓第三定律有：N′＝N＝0，即球?qū)κ值膲毫�為�?/span>

在座艙勻減速下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有mg－N＝ma

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：a＝＝－15m/s2

解得：N＝75N（2分）

根據(jù)牛頓第三定律有：N′＝N＝75N，即球?qū)κ值膲毫��?/span>75N