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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...

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.可以认为座椅沿轨道做自由落体运动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.求:(取g=10m/s2
(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?
(1)根据v=gt求出自由下落结束时的速度大小. (2)求出自由落体运动的位移,从而得出匀减速直线运动的位移,通过平均速度公式求出匀减速直线运动的时间. (3)根据速度时间公式求出匀减速直线运动的加速度,结合牛顿第二定律求出座椅对游客的作用力大小是游客体重的倍数. 【解析】 (1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v, 由v=gt1得,v=20m/s. (2)自由下落的位移 设座椅匀减速运动的总高度为h,则h=40-4-20=16m. 由得,t=1.6s. (3)设座椅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=at得, a=12.5m/s2 由牛顿第二定律得,F-mg=ma 所以. 答:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是20m/s. (2)座椅在匀减速阶段的时间是1.6s. (3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的2.25倍.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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