某大型游乐场内,有一种能使人体产生超重、失重感觉的大型娱乐设施,该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处,然后让座舱从高空自由下落(此时座舱受到的阻力极小

发布时间:2020-08-05 16:32:20

某大型游乐场内,有一种能使人体产生超重、失重感觉的大型娱乐设施,该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处,然后让座舱从高空自由下落(此时座舱受到的阻力极小,可忽略),当落至一定位置时,良好的制动系统开始工作,使座舱落至地面时刚好停止.假设座舱开始下落时的高度为75m,当下落至离地面30m时,开始对座舱进行制动,并认为座舱的制动是匀减速运动.(取g=10m/s2)
(1)从开始下落至落到地面所用的时间?
(2)当座舱下落到距地面10m位置时,人对座舱的压力是人所受到的重力的多少倍?

网友回答

解:(1)开始下落时做自由落体运动:
????????????
??? 此时座舱的速度
后30米做匀减速运动,设加速度大小为a,则v12=2as? a=15m/s2
???
故从开始下落至落到地面所用时间为:t=t1+t2=5.0s
(2)座舱下落到距地面10米位置时,人随座舱做匀减速运动,受到座舱对人的支持力、重力两个力的作用,由牛顿运动定律得:FN-mg=ma
? 解得:座舱对人的支持力FN=2.5mg
由牛顿第三定律可知人对座舱的压力大小为2.5mg.即人对座舱的压力是人所受到的重力的2.5倍.
答:(1)从开始下落至落到地面所用的时间为5s;
??? (2)当座舱下落到距地面10m位置时,人对座舱的压力是人所受到的重力的2.5倍.
解析分析:(1)座舱落开始下落时做自由落体运动,下落高度45m,由运动学公式求出下落时间和下落75m时的速度.对座舱进行制动后,做匀减速直线运动,由速度位移关系式求解加速度,求出时间,再求出总时间.
(2)座舱下落到距地面10米位置时,人随座舱做匀减速运动,受到座舱对人的支持力、重力两个力的作用,根据牛顿运动定律求解座舱对人支持力,由牛顿第三定律求出人对座舱的压力.

点评:本题是牛顿定律和运动学规律的综合应用,要抓住两个过程的联系:速度关系和位移关系.
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