问题
问答题
公园里有一种叫“青蛙跳”的大型娱乐设施，可以让娱乐者亲身感受到超重和失重，简化图如图所示．现简化如下：一个固定在水平地面上的金属架，一根不计重力的钢绳，绕在电动机上，通过光滑的定滑轮与座椅和保护装置连接．已知小孩和座椅及保护装置（看成整体）的总质量为m，电动机的牵引力的功率恒为P，从静止开始经时间t速度达到最大．不计一切阻力，金属架足够高．求：
（1）整体运动的最大速度vm；
（2）此过程中整体克服重力做的功；
（3）整体的速度为
时加速度的大小．vm 2
答案
（1）当牵引力等于重力时，速度最大，vm=P mg
（2）在整个过程中由动能定理得Pt-WG=1 2 mv 2m
WG=Pt-P2 2mg2
（3）此时的牵引力为P=Fv
F=
=P vm 2 2P vm
由牛顿第二定律得F-mg=ma
代入数据解得a=g
答：（1）整体运动的最大速度vmP mg
（2）此过程中整体克服重力做的功Pt-P2 2mg2
（3）整体的速度为
时加速度的大小为g．vm 2
