一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/03 23:39:38
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一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停
一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.
一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76m,当落到地面28m的位置时开始制动,若座舱中某人用手托着重50牛的铅球,当座舱落到离地面15m的位置时,手机要用多大的力才能托住铅球?
一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停
76m到28m的距离自由落体运动 最后的速度满足(76-28)mg=½mv² 求得v²=96g
然后从28m处减速运动到停止 此时向上的加速度a=96g/(2*28)=12g/7
减速下落的整个过程中,人手的托力N满足 N-mg=ma即N=mg+ma=mg+12/7mg=19/7*50=135.7N
苏州乐园一种娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多人的座舱套装在竖直的柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速.若座舱中某人手托着重50N的铅球.试求:
(1)座舱运动过程中的最大速度
(2)当座舱落到离地面50m的位置时,铅球处于什...
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苏州乐园一种娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多人的座舱套装在竖直的柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速.若座舱中某人手托着重50N的铅球.试求:
(1)座舱运动过程中的最大速度
(2)当座舱落到离地面50m的位置时,铅球处于什么状态?人手的感觉如何?
(3)当座舱落到离地面15m的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?
考点:匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿第二定律.
分析:(1)判断一个物体是超重还是失重,关键看加速度方向,若加速度向上,则超重;若加速度向下,则失重;若加速度向下且大小等于重力加速度,则为完全失重;
(2)根据题意可知座舱前一阶段做自由落体运动,后一个阶段做匀减速直线运动,故速度最大的时刻为刚开始制动的那个时刻,最大速度为自由落体运动的末速度;
(3)座舱内人手中的小球与整个座舱的运动情况一样,也可单独对小球进行受力分析,体现整体法和隔离法的应用.
(1)根据题意可知,座舱的运动分为两个阶段,第一阶段为自由落体运动,第二阶段为匀减速直线运动直到静止,故速度最大的时刻为刚开始制动的那个时刻,
最大速度为自由落体运动的末速度,根据2gh=v2-v02 可得:
v=2gh=2×10×(75-30)m/s=30m/s
(2)当座舱落到离地面50m的位置时,铅球做自由落体运动,加速度为重力加速度,故处于完全失重状态,
此时铅球只受重力作用,人手对铅球没有作用力,故人手感觉不到任何压力.
(3)因为当落到离地面30m的位置时开始制动,此后座舱做匀减速直线运动直到落到地面上,加速度不发生变化,铅球的运动情况与座舱相同,
所以当座舱落到离地面15m的位置时,铅球做匀减速直线运动,则
2ax=v2-v02 a=30×302×30m/s2=15m/s2
根据牛顿第二定律可知:
F-mg=ma
F=ma+mg=(5×15+50)N=125N
答(1)最大速度为30m/s;
(2)当座舱落到离地面50m处时小球处于完全失重状态,人未能感觉到任何压力;
(3)当座舱落到离地面15m处手需要用125N的力才能托住小球.
点评:从这个例题可以看出做自由落体运动的物体处于完全失重状态,对于两个或两个以上的物体组成的系统运动情况相同时,我们一般可采取整体法和隔离法求解问题,要注意受力分析时,分析哪些力是系统的外力哪些力是系统的内力.
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