Question

【題目】某歡樂谷的“跳樓機(jī)”游戲，既新奇又刺激，很受同學(xué)們歡迎．其原理是將巨型娛樂器械由升降機(jī)送到離地面60m的高處，然后讓座艙自由下落，落到離地面20m高時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙均勻減速，到地面時(shí)剛好停下．若座艙中的小李體重500N，試求：

（1）此過程中的最大速度是多少？當(dāng)座艙落到離地面30m的位置時(shí)，水平支持面對(duì)小李的支持力是多少？

（2）當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時(shí)，小李對(duì)水平支持面的壓力是多少？（取g＝10 m/s2）．

Answer 1

【答案】（1）20m/s；0（2）1500 N

【解析】

（1）由自由落體運(yùn)動(dòng)，下落

h1＝60 m－20 m＝40m

時(shí)有最大速度

由 v2＝2gh1，得最大速度

m/s

離地面30m時(shí)，座艙自由下落，處于完全失重狀態(tài)，所以水平支持面對(duì)小李的支持力為零

（2）離地面15m時(shí)，座艙處于減速階段

v2＝2gh1＝2gh2

由此得：

a＝2g

根據(jù)牛頓第二定律：

N－mg＝ma

解得

N＝3mg＝1500 N

根據(jù)牛頓第三定律，小李對(duì)水平支持面的壓力為1500 N