在一種獲得強(qiáng)烈失重、超重感覺(jué)的巨型娛樂(lè)設(shè)施中，用電梯把乘有十多人的座艙送到大約二十幾層樓高的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面剛好停下.已知座艙開始下落時(shí)的高度為76 m，當(dāng)落到離地28 m時(shí)開始制動(dòng)，若某人手上托著質(zhì)量為5 kg的鉛球進(jìn)行這個(gè)游戲，問(wèn)：

（1）當(dāng)座艙落到離地高度為40 m左右的位置時(shí)，托著鉛球的手感覺(jué)如何？

（2）當(dāng)座艙落到離地高度為15 m左右的位置時(shí)，手要用多大的力才能托住鉛球？（取g=10 m/s2）

解析：本題有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程：在高度為28 m之上時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ矫娴膲毫鶠榱悖矬w的加速度為重力加速度.在高度為28 m之下時(shí)，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)根據(jù)座艙的運(yùn)動(dòng)求出減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度，之后再對(duì)鉛球受力分析，利用牛頓第二定律求解.

（1）在離地高于28 m時(shí)，座艙做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，所以鉛球?qū)κ譄o(wú)作用力.也可用定量計(jì)算法：設(shè)手對(duì)球的作用力為N，則對(duì)球有mg-N=ma.而自由下落時(shí)a=g，所以N=0，由牛頓第三定律知，球?qū)κ譄o(wú)作用力.

（2）離地28 m時(shí)座艙制動(dòng)勻減速下降，以向上的加速度a0做減速運(yùn)動(dòng)的初速度為v，則由v2=2gh得：v==，又減速過(guò)程有：v2=2as，則有2gh=2as，即2g(76-28)=2a×28,所以a= m/s2.

    當(dāng)離地15 m時(shí)，設(shè)手對(duì)球的作用力為N，則由牛頓第二定律有：

N-mg=ma  得N=136 N.

答案：（1）球?qū)κ譄o(wú)作用力  （2）136 N

練習(xí)冊(cè)系列答案
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一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙勻減速運(yùn)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76m，當(dāng)落到離地28m時(shí)開始制動(dòng)．若某人托著質(zhì)量5kg的鉛球進(jìn)行這個(gè)游戲，問(wèn)：

(1)當(dāng)座艙落到離地高度40m左右的位置時(shí)，托著鉛球的手感覺(jué)如何?

(2)當(dāng)座艙落到離地高度15m左右的位置時(shí)，手要用多大的力才能托住鉛球?()

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(1)當(dāng)座艙落到離地高度40 m左右的位置時(shí)，托著鉛球的手感覺(jué)如何？

(2)當(dāng)座艙落到離地高度15 m左右的位置時(shí)，手要用多大的力才能托住鉛球？(g取10 m/s2)

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一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙勻減速運(yùn)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76m，當(dāng)落到離地28m時(shí)開始制動(dòng)．若某人托著質(zhì)量5kg的鉛球進(jìn)行這個(gè)游戲，問(wèn)：

(1)當(dāng)座艙落到離地高度40m左右的位置時(shí)，托著鉛球的手感覺(jué)如何?

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