Question

“蹦極”是一種近年流行的能使人獲得強(qiáng)烈超重、失重感的非常“刺激”的驚險(xiǎn)娛樂運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：人處在離水面上方十層樓的高處（如懸崖邊、大橋上、傘塔頂?shù)龋�，用橡皮彈性繩拴住身體，讓人自由落下，落到一定位置時(shí)彈性繩拉緊，為簡(jiǎn)化起見，設(shè)人體立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，到接近水面時(shí)速度剛好減為零，然后再反彈.已知某“勇敢者”頭戴重50N的頭盔，開始下落的高度為76m，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使人落到離水面28m時(shí)彈性繩才繃緊，則當(dāng)他落到離水面高度50m左右位置時(shí)，戴著頭盔的頭部感覺如何？當(dāng)他落到離水面15m左右的位置時(shí)（頭朝下腳朝上），其頸部要用多大的力才能拉住頭盔？

Answer 1

見解析
【試題分析】
當(dāng)此“勇敢者”下落到離水面50m左右高度時(shí)，他正處于自由下落狀態(tài)，即a=g，因此，這個(gè)人以及他身上的裝備都正處于完全失重狀態(tài)，即此人戴著頭盔的頭部既感覺不到頭盔向下的拉力，也感覺不到向上的壓力.
由題設(shè)條件可知，在人下落h=76m-28m=48m時(shí)，彈性繩開始繃緊，產(chǎn)生彈力并立即使人做勻減速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，在繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)28m后速度減為零，因此我們可以求出此過程中人的加速度，人自由下落h=48m時(shí)的速度為v=m/s.設(shè)彈性繩繃緊后產(chǎn)生的加速度大小為a，則由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式得a=m/s²≈17m/s²
在此過程中，對(duì)頭盔，由牛頓第二定律得
F-mg=ma
F=mg+ma=50N+50×17/10N=135N，F(xiàn)即為人的頸部對(duì)頭盔向上的拉力.