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成都欢乐谷的“跳楼机”游戏,既新奇又刺激,很受同学们欢迎,其原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面50m的高处,然后让座舱自由下落,落到离地面20m高时,制动系统开始启动,座
题目详情
成都欢乐谷的“跳楼机”游戏,既新奇又刺激,很受同学们欢迎,其原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面50m的高处,然后让座舱自由下落,落到离地面20m高时,制动系统开始启动,座舱均匀减速,到地面时刚好停下.若座舱中的小李体重为500N.试求:
(1)此过程中的最大速度是多少?当座舱落到离地面30m的位置时,水平支持面对小李的支持力是多少?
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,小李对水平支持面的压力是多少?(取b=10m/s2)
(1)此过程中的最大速度是多少?当座舱落到离地面30m的位置时,水平支持面对小李的支持力是多少?
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,小李对水平支持面的压力是多少?(取b=10m/s2)
▼优质解答
答案和解析
(1)由题意可知:座舱先自由下落30m,在20m高处时制动系统开始启动后做匀减速运动,所以下落30m时速度最大,设为v.
由 v2=2gh1 得 v=
=
=10
m/s
离地面30m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以水平支持面对小李的支持力为0.
(2)设匀减速运动的加速度大小为a2,由v2=2a2h2 得 a2=
=
=15m/s2;
对小李,由牛顿第二定律有:N-mg=ma2,
由题知 m=
=
kg=50kg
解得:N=m(g+a2)=50×(10+15)N=1250N.
根据牛顿第三定律,小李对水平支持面的压力是1250N.
答:
(1)此过程中的最大速度是10
m/s,当座舱落到离地面30m的位置时,水平支持面对小李的支持力是0.
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,小李对水平支持面的压力是1250N.
由 v2=2gh1 得 v=
2gh1 |
2×10×30 |
6 |
离地面30m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以水平支持面对小李的支持力为0.
(2)设匀减速运动的加速度大小为a2,由v2=2a2h2 得 a2=
v2 |
2h2 |
(10
| ||
2×20 |
对小李,由牛顿第二定律有:N-mg=ma2,
由题知 m=
G |
g |
500 |
10 |
解得:N=m(g+a2)=50×(10+15)N=1250N.
根据牛顿第三定律,小李对水平支持面的压力是1250N.
答:
(1)此过程中的最大速度是10
6 |
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,小李对水平支持面的压力是1250N.
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