Question

在香港海洋公園的游樂(lè)場(chǎng)中，有一臺(tái)大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”．參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處，然后由靜止釋放．座椅沿軌道自由下落一段時(shí)間后，開(kāi)始受到壓縮空氣提供的恒定阻力而緊接著做勻減速運(yùn)動(dòng)，下落到離地面4.0m高處速度剛好減小到零，這一下落全過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間是6s．求：（取g=10m/s²）
（1）座椅被釋放后做自由下落的末速度v
（2）座椅被釋放后做自由下落的高度h
（3）在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，座椅的加速度大小是多少．

Answer 1

解：（1）畫(huà)出v-t圖，

由圖象知，
“面積”s=vt，
得到v== m/s=12 m/s
（2）根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，
座椅被釋放后自由下落的高度
h== m=7.2 m．
（3）物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移
s′=（36-7.2）m=28.8 m，
由公式v²=2as′可知
在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，
游客的加速度大小
a== m/s²=2.5 m/s²．
答：（1）座椅被釋放后做自由下落的末速度v為12 m/s；
（2）座椅被釋放后做自由下落的高度h為7.2 m；
（3）在勻減速運(yùn)動(dòng)階段，座椅的加速度大小是2.5 m/s²．
分析：（1）分析座椅的運(yùn)動(dòng)情況，先做自由落體運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止，畫(huà)出速度-時(shí)間圖象，根據(jù)圖象與時(shí)間軸圍成的面積表示位移即可解題；
（2）求出自由下落的末速度v后，根據(jù)位移-速度公式即可求得自由下落的高度h；
（3）先物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移，再根據(jù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移-速度公式即可解題．
點(diǎn)評(píng)：該題主要考查了自由落體運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移-時(shí)間公式的直接應(yīng)用，有時(shí)利用圖象等其它方法解題比較簡(jiǎn)單，難度不大．