Question

1．在杭州乐园中有一个游戏叫终极跳楼机（见图）．人坐在机器上先由电机牵引快速上升到约30米的高空，再在约2.5秒钟左右时间内从30米高空自由下落到地面，这个游戏具有强烈的刺激性．设一位参与该游戏的人的重力为500N，在自由下落时，不考虑空气阻力的影响，人对座椅的压力为0N，当人离地面很近时该游戏机迅速减速下落，此时人对座椅的压力大于500N（选填“等于”、“大于”或“小于”）．请说出该游戏机在工作时两种能量变化．
（1）电能转化为机械能
（2）重力势能转化为动能．

Answer 1

分析 （1）人在自由下落时，重力全部用于做加速运动，不会对支撑面发生挤压，故人对座椅的压力为0N，此时人处于完全失重状态；当人离地面很近时该游戏机迅速减速下落，要使得人也做减速运动，座椅对人施加的支持力必须大于人的重力（人处于超重状态），根据压力和支持力是一对相互作用力可作答．
对失重、超重现象的正确理解：物体的重力不是真的减小或增大了，只是对支撑面的压力减小或增大了；若观察此时磅秤的示数，则会感觉物体“完全失去重力”或“失去了部分重力”或“重力增加了”．
（2）根据题中的运动过程和现象，可以从动能和势能的相互转化以及电能和机械能的转化来解题．

解答 解：（1）人在自由下落时，重力全部用于做加速运动，不会对支撑面发生挤压，故人对座椅的压力为0N（此时人处于完全失重状态）．
当该游戏机迅速减速下落时，要人也做减速运动，座椅对人施加的支持力必须大于人的重力，而支持力与压力是一对相互作用力，故人对座椅的压力必须大于人的重力，即此时人对座椅的压力大于500N．
人向下做减速运动，受力情况如图所示：

（2）①人坐在机器上先由电机牵引快速上升到约30米的高空，电机消耗了电能，人的机械能增大，故该过程中电能转化为机械能；
②人在自由下落时，高度减小，重力势能减小，而速度增大，动能增大，故该过程中重力势能转化为动能．
故答案为：0；大于；（1）电能转化为机械能；（2）重力势能转化为动能．

点评 本题主要考查了力和运动、相互作用力、能量转化等知识点，也涉及了高中物理知识“失重”和“超重”．注意对失重和超重现象的正确理解，平时在生活中也要注意观察和体验这些现象．