Question

【題目】某航空公司的一架客機(jī)，在正常航線(xiàn)上作水平飛行時(shí)，由于突然受到強(qiáng)大垂直氣流的作用，使飛機(jī)在10ｓ內(nèi)高度下降1700ｍ造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故，如果只研究飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假定這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．試計(jì)算：

（1）飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大?方向怎樣?

（2）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重多少倍的豎直拉力，才能使乘客不脫離座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２）

（3）未系安全帶的乘客，相對(duì)于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動(dòng)?最可能受到傷害的是人體的什么部位?

（注：飛機(jī)上乘客所系的安全帶是固定連結(jié)在飛機(jī)座椅和乘客腰部的較寬的帶子，它使乘客與飛機(jī)座椅連為一體）

Answer 1

【答案】（1）34ｍ／ｓ２，方向豎直向下（2）2．4（倍）（3）人對(duì)飛機(jī)將向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)使頭部受到嚴(yán)重傷害

【解析】（1）飛機(jī)原先是水平飛行的，由于垂直氣流的作用，飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)可看成初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)　h=at2，得 ，代入h=1700m，t=10s，得： ，方向豎直向下．

（2）飛機(jī)在向下做加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，若乘客已系好安全帶，使機(jī)上乘客產(chǎn)生加速度的力是向下重力和安全帶拉力的合力．設(shè)乘客質(zhì)量為m，安全帶提供的豎直向下拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律：F+mg=ma

得安全帶拉力：F=m（a-g）=m（34-10）N=24m（N），

∴安全帶提供的拉力相當(dāng)于乘客體重的倍數(shù)（倍）．

（3）若乘客未系安全帶，飛機(jī)向下的加速度為34m/s2，人向下加速度為10m/s2，飛機(jī)向下的加速度大于人的加速度，所以人對(duì)飛機(jī)將向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)使頭部受到嚴(yán)重傷害．