在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提...

问题详情：

在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放．为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．（取g=10m/s2）                                                                                               

求：（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？                                                   

（2）座椅在匀减速阶段的时间是多少？                                                                   

（3）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？                         

【回答】

（1）设座椅在自由下落结束时刻的速度为V，下落时间t1=1.2s

由v=gt1

 得：v=12m/s  

即座椅在自由下落结束时刻的速度是12m/s．

（2）设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h，总时间为t

∴h=40﹣4=36m

匀加速过程和匀减速过程的最大速度和最小速度相等，故平均速度相等，由平均速度公式，有

解得：t=6s

设座椅匀减速运动的时间为t2，则t2=t﹣t1=4.8s

即座椅在匀减速阶段的时间是4.8s．

（3）设座椅在匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F

由v﹣at2=0，解得a=2.5m/s2

由牛顿第二定律：F﹣mg=ma   

解得：F=12.5m   

所以  

即在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的1.25倍．

知识点：牛顿运动定律的应用

题型：计算题