某大型游乐场内,有一种能使人体验超重、失重感觉的大型*设施。该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高...

问题详情：

某大型游乐场内,有一种能使人体验超重、失重感觉的大型*设施。该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处,然后让座舱从高空自由落下(此时座舱受到的阻力极小,可忽略),当落至一定位置时,良好的制动系统开始工作,使座舱落至地面时刚好停止。假设座舱开始下落时的高度为80m,当下落至距地面30m时,开始对座舱进行制动,并认为座舱的制动过程是匀减速运动。

(1)当座舱从开始下落了20m时,质量是60kg的人对座舱的压力为多大?试说明理由。

(2)当座舱下落到距离地面10m位置时,人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少?(g取10m/s2)

【回答】

【解题指南】首先分清座舱有两个不同的运动过程,然后分别用动力学知识列方程分析,最后把公式灵活联立计算求出结果。

【解析】设座舱距地面30m时速度为v,h1=50m,h2=30m。

(1)开始自由下落过程人和座舱只受重力,此时a=g

由牛顿第二定律得mg-=ma,则=0,此时人处于完全失重状态。

(2)开始自由下落的阶段,由运动学公式得v2=2gh1　   ①

制动减速阶段人的受力如图所示,由运动学公式得

v2=2a'h2　                                    ②

由牛顿第二定律得-mg=ma'　                       ③

由①②得a'=g　                                    ④

由③④得=mg

根据牛顿第三定律,人对座舱的压力'=,

则=

*:(1)0,人处于完全失重状态　(2)8∶3

知识点：超重和失重

题型：计算题