Question

【題目】成都“歡樂谷”大型的游樂性主題公園，園內有一種大型游戲機叫“跳樓機”．讓人體驗短暫的“完全失重”，非常刺激．參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面50m高處，然后由靜止釋放．為研究方便，認為人與座椅沿軌道做自由落體運動2s后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運動，且下落到離地面5m高處時速度剛好減小到零．然后再讓座椅以相當緩慢的速度穩穩下落，將游客送回地面．（取g=10m/s2）

求：（1）座椅在自由下落結束時刻的速度是多大？

（2）在勻減速階段，座椅對游客的作用力大小是游客體重的多少倍？

Answer 1

【答案】（1）座椅在自由下落結束時刻的速度是20m/s；

（2）在勻減速階段，座椅對游客的作用力大小是游客體重的1．8倍．

【解析】試題分析：

（1）自由下落2s速度v=gt …①

代入數據得：v=20m/s…②

（2）自由下落2s高度：…③

設H=50m，h2=5m，

勻減速高度：h=H﹣h1﹣h2…④

由：v2=2ah …⑤

設座椅對游客作用力N，由牛頓第二定律有

N﹣mg=ma …⑥

聯立③④⑤⑥得：

代入數據得：