题目内容
据报道，英国著名物理学家、65岁的斯蒂芬?霍金2007年4月26日完成夙愿，成为世界首位体验零重力飞行的残障人士．“太空，我来了!”霍金结束2小时“失重之旅”后如此感慨．这次飞行由美国“零重力”公司操作，使用改装的喷气飞机“重力一号”进行高速俯冲．以达“失重”体验．现把整个过程简化，假设飞机开到6000m的高空后，让其由静止开始下落，下落过程中飞机所受空气阻力相比重力可以忽略，这样可以获得持续30s之久的失重状态；紧接着飞机又做匀减速运动，到达离地面的高度为300m时速度减为0．取重力加速度g=10m/s2，试计算：
（1）霍金在失重的30s内下落的高度和下落30s时的速度；
（2）飞机在减速过程中的加速度；
（3）飞机在减速过程中，座椅对霍金的弹力是他重力的多少倍？
解：（1）根据自由落体运动的位移公式得
霍金自由下落30s的位移
根据自由落体运动的速度公式得
v=gt=300m/s
（2）根据匀变速运动的速度和位移的关系公式
有
0-v2=2ah
故减速过程中的加速度为
a=-37.5m/s2
（3）根据牛顿第二定律，座椅的弹力和重力的合力提供加速度，
mg-FN=ma
故减速过程中座椅对霍金的弹力为
FN=mg-ma=4.75mg
答：（1）霍金在失重的30s内下落的高度为4500m，下落30s时的速度为300m/s；
（2）飞机在减速过程中的加速度37.5m/s2；
（3）飞机在减速过程中，座椅对霍金的弹力是他重力的4.75倍．
分析：（1）根据自由落体运动的位移公式和速度公式求解．
（2）根据匀变速运动的速度和位移的关系公式求解．
（3）根据牛顿第二定律，座椅的弹力和重力的合力提供加速度，列式求解．
点评：本题是牛顿定律和运动学规律的综合应用，要抓住两个过程的联系：速度关系和位移关系．
霍金自由下落30s的位移
根据自由落体运动的速度公式得
v=gt=300m/s
（2）根据匀变速运动的速度和位移的关系公式
有0-v2=2ah
故减速过程中的加速度为
a=-37.5m/s2
（3）根据牛顿第二定律，座椅的弹力和重力的合力提供加速度，
mg-FN=ma
故减速过程中座椅对霍金的弹力为
FN=mg-ma=4.75mg
答：（1）霍金在失重的30s内下落的高度为4500m，下落30s时的速度为300m/s；
（2）飞机在减速过程中的加速度37.5m/s2；
（3）飞机在减速过程中，座椅对霍金的弹力是他重力的4.75倍．
分析：（1）根据自由落体运动的位移公式和速度公式求解．
（2）根据匀变速运动的速度和位移的关系公式求解．
（3）根据牛顿第二定律，座椅的弹力和重力的合力提供加速度，列式求解．
点评：本题是牛顿定律和运动学规律的综合应用，要抓住两个过程的联系：速度关系和位移关系．
练习册系列答案
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