题目内容
【题目】在游乐场,有一种大型游乐设施跳楼机,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,提升到离地最大高度64 m处,然后由静止释放,开始下落过程可认为是自由落体运动,然后受到一恒定阻力而做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅总质量为1500 kg,下落过程中最大速度为20 m/s,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)游客下落过程的总时间;
(2)恒定阻力的大小。
【答案】(1)6s;(2)22500N。
【解析】试题分析:设下落过程中最大速度为v,自由落体的高度为h1,
则:
解得:t1=2s,h1=20m
设匀减速的高度为h2,加速度大小为a,
则:
下落的总距离h=h1+h2=64m-4m=60m
联立解得:a=5m/s2t2=4s
游客下落过程的总时间为t=t1+t2=6s
(2)匀减速过程中:设阻力为f,由牛顿第二定律得:f-mg=ma
已知m=1500kg,可得f=22500N
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