题目内容
5．
一种巨型娱乐器械---“跳楼机”（如图所示），可以使人体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下．落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动，座舱均匀减速．若座舱中某人用手托着重50N的铅球，当座舱下落2s时，手的感觉如何？当座舱下落4s时，手要用多大的力才能托住铅球？（取g=10m/s2）
分析 根据自由落体运动的高度求出自由下落的时间，判断铅球所处的运动状态，根据速度位移公式求出匀减速直线运动的加速度大小，隔离对铅球分析，结合牛顿第二定律求出手对铅球的作用力．
解答 解：座舱自由下落的高度h=76-28m=48m，
根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，自由下落的时间t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×48}{10}}s≈3.1s$，
根据v2=2gh、v2=2ah′得，
$\frac{a}{g}=\frac{h}{h′}=\frac{48}{28}$，解得匀减速直线运动的加速度大小$a=\frac{48}{28}×10=17.14m/{s}^{2}$，
座舱下落2s时，铅球处于完全失重状态，对手的压力为零．
座舱下落4s时，铅球做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，F-mg=ma，
解得F=mg+ma=50+5×17.14N=135.7N．
答：当座舱下落2s时，铅球对手的压力为零．当座舱下落4s时，手要用135.7N的力才能托住铅球．
点评 本题通过运动学公式分析出铅球所处的运动状态是解决本题的关键，知道铅球与座舱具有相同的加速度，结合牛顿第二定律进行求解．
练习册系列答案
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15．
在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，则（ ）
在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，则（ ）| A． | 电容器C所带的电荷量将减小 | B． | 电源的输出功率将减小 | ||
| C． | 电源的效率将减小 | D． | 电压表读数将增大 |
16．
如图所示，在高为L的木箱abcd的底部放有一个小物体Q（可视为质点），现用力F向上拉绳，使木箱由静止开始运动，若保持拉力的功率不变，经过t时间，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体由于具有惯性会继续向上运动，且恰能达到木箱顶端．若重力加速度为g，空气阻力不计，以下说法正确的是（ ）
如图所示，在高为L的木箱abcd的底部放有一个小物体Q（可视为质点），现用力F向上拉绳，使木箱由静止开始运动，若保持拉力的功率不变，经过t时间，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体由于具有惯性会继续向上运动，且恰能达到木箱顶端．若重力加速度为g，空气阻力不计，以下说法正确的是（ ）| A． | 木箱即将达到最大速度之前，物体Q处于超重状态 | |
| B． | 木箱突然停止运动时，物体Q处于超重状态 | |
| C． | 木箱的最大速度为$\sqrt{2gL}$ | |
| D． | 时间内木箱上升的高度为t$\sqrt{2gL}$-L |
如图所示，一小朋友从A点以10m/s的速度沿滑梯向上抛出一皮球，使皮球滚上滑梯．设皮球在滑梯上运动时的加速度方向始终沿斜面向下，且大小始终为5m/s2，试求：
如图，在某电场的一条水平电场线上的A处，放一个电荷量大小为2.0×10-6C的负点电荷q1，q1受到水平向右的电场力F1=1.0×10-2N．
如图甲所示，质量为1.0kg的物体置于固定斜面上，斜面的倾角θ=37°，对物体施以平行于斜面向上拉力F，物体运动的F-t图象如图乙（ 规定沿斜面向上的方向为正方向，g=10m/s2 ），物体与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{3}{8}$，试求：
1．行星绕恒星运动时，其运行周期T的平方与运行轨道半径r的三次方的比值决定于（ ）
| A． | 行星质量 | B． | 恒星质量 | ||
| C． | 与行星和恒星的质量均无关 | D． | 与恒星的质量及行星的速率有关 |