题目内容
有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处,然后由静止释放。可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2s后,开始受到恒定阻力而立即作匀减速运动,且下落到离地面4m高处时速度刚好减少到零。然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面。(取
)
求:1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?
2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?
3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为V,下落时间t1=1.2s
由V=gt1 (1分)
得:V=12m/s (1分)
(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h,总时间为t
∴ h=(40-4)m=36m (1分)
由
得:t=6s (1分)
设座椅匀减速运动的时间为t2, 则t2=t-t1=4.8s (2分)
(3)设座椅在匀减速阶段的加速度大小为a,座椅对游客的作用力大小为F
由
, a=2.5m/s2 (2分)
由牛顿第二定律:
(1分) F=12.5m(1分)
所以
(2分)
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