Question

在一種體驗強(qiáng)烈失重、超重感覺的娛樂設(shè)施中，用電梯把乘有十多人的充分座艙，送到76m高的地方，讓座艙自由落下，當(dāng)落到離地面28m時制動系統(tǒng)開始啟動，座艙勻減速運(yùn)動到地面時剛好停止．若某人手中托著質(zhì)量為5kg的鉛球進(jìn)行這個游戲，g取10m/s²，問：
（1）當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時，鉛球?qū)κ值淖饔昧Χ啻螅?br/>（2）當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時，手要用多大的力才能把鉛球托��？

Answer 1

解：（1）當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時，處于完全失重狀態(tài)；
故球?qū)κ值膲毫�為�?br/>（2）座艙自由落體過程，有
v²=2g（H-h） ①
座艙勻減速運(yùn)動到地面過程，根據(jù)速度位移公式，有
v²=2ah ②
由①②解得
a=
當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時，鉛球處于超重狀態(tài)，有
F-mg=ma
解得
F=m（g+a）=≈135.7N
即手要用135.7N的力才能把鉛球托住．
分析：（1）當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時，處于完全失重狀態(tài)，故球?qū)κ值膲毫�為零�?br/>（2）座艙先自由落體，然后勻加速，對自由落體運(yùn)動過程運(yùn)用速度位移公式得到末速度v，再對減速下降過程運(yùn)用速度位移公式，得出加速度，最后對小球受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律列式求解．
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵把座艙的運(yùn)動情況分析清楚，求出減速的加速度，再對鉛球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式求出手對鉛球的托力．