问题 问答题

一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75m的高处,然后让座舱自由落下.落到离地面25m高时,制动系统开始启动,座舱均匀减速,到地面时刚好停下.若座舱中某人用手托着重50N的铅球,取g=10m/s2,试求:

(1)从开始下落到最后着地经历的总时间多长?

(2)当座舱落到离地面35m的位置时,手对球的支持力是多少?

(3)当座舱落到离地面15m的位置时,球对手的压力是多少?

答案

(1)座舱自由下落过程:t1=

2h1
g
=
10
s,此过程的末速度v=
2gh1
=10
10
m/s.

    座舱做匀减速直线运动过程:h2=

v
2
t2,代入解得  t2=
10
2
s

所以t=t1+t2=

3
2
10
s=4.74s

(2)离地面35m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以手对球的支持力为零.

(3)设匀减速运动的加速度大小为a,由v2=2ah2

由此得:a=

50
25
×10=20m/s2

根据牛顿第二定律:N-mg=ma得:N=150N

根据牛顿第三定律,球对手的压力为150N.

答:(1)从开始下落到最后着地经历的总时间4.74s.

   (2)当座舱落到离地面35m的位置时,手对球的支持力是零.

   (3)当座舱落到离地面15m的位置时,球对手的压力是150N.

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