题目内容
14．
成都欢乐谷的“跳楼机”游戏，既新奇又刺激，很受同学们欢迎，其原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面60m的高处，然后让座舱自由下落，落到离地面20m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下，若座舱中的小李体重为500N，试求：（1）此过程中的最大速度是多少？当座舱落到离地面30m的位置时，水平支持面对小李的支持力是多少？
（2）当座舱落到离地面15m的位置时，小李对水平支持面的压力是多少？（取g=10m/s2）
分析 （1）座舱自由落下时加速度为g，下落40m时速度最大，由运动学位移公式求出最大速度．当座舱落到离地面30m的位置时，座舱自由下落，水平支持面对小李的支持力为零．
（2）由速度-位移公式求出加速度，匀减速运动的加速度大小，再牛顿第二定律求解水平支持面对小李的支持力，由牛顿第三定律求小李对水平支持面的压力．
解答 解：（1）由题意可知：座舱先自由下落30m，在20m高处时制动系统开始启动后做匀减速运动，所以下落30m时速度最大，设为v．
由 v2=2gh1
得：v=$\sqrt{2g{h}_{1}}=\sqrt{2×10×40}m/s=20\sqrt{2}$m/s
离地面30m时，座舱自由下落，处于完全失重状态，所以水平支持面对小李的支持力为0．
（2）设匀减速运动的加速度大小为a2，由v2=2a2h2
得：a2=$\frac{{v}^{2}}{2{h}_{2}}=\frac{800}{2×20}=20$m/s2；
对小李，由牛顿第二定律有：N-mg=ma2，
解得：N=m（g+a2）=50×（10+20）N=1500N．
根据牛顿第三定律，小李对水平支持面的压力是1500N．
答：（1）此过程中的最大速度是20$\sqrt{2}$m/s，当座舱落到离地面30m的位置时，水平支持面对小李的支持力是0．
（2）当座舱落到离地面15m的位置时，小李对水平支持面的压力是1500N．
点评 本题是两个过程的问题，采用力学基本的处理方法：牛顿运动定律和运动学公式结合．同时要抓住两个过程之间的关系，比如位移和速度关系进行分析．
练习册系列答案
相关题目
某同学在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直，出现如图所示的倾斜，则他测得的折射率比真实值偏小．（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
5．下列说法正确的是（ ）
| A． | 压缩气体总能使气体的温度升高 | |
| B． | 对于一定质量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强不一定变大 | |
| C． | 布朗运动说明悬浮颗粒分子永不停息地做无规则运动 | |
| D． | 雨水没有透过布雨伞是由于液体表面张力的作用 |
2．下列听说的速度中，是平均速度的是（ ）
| A． | 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线 | |
| B． | 返回地面的太空舱以8m/s的速度落至太平洋洋面 | |
| C． | 子弹以800m/s的速度撞击到墙上 | |
| D． | 由于堵车，从新南门到磨子桥汽车的车速仅为4km/h |
9．某质点沿x轴做直线运动，其v-t图象如图所示．质点在t=0时位于x=2m处，开始沿x轴正向运动，则（ ）
| A． | t=0.5s时，质点的加速度方向与速度方向相反 | |
| B． | t=3.5s时，质点的加速度方向与速度方向相反 | |
| C． | t=4s时，质点在x轴上的位置为x=6m | |
| D． | t=8s时，质点在x轴上的位置为x=11m |
19．两个可视为质点的相同金属小球，电荷量绝对值之比为1：5，它们相距r时，彼此间存在相互吸引的库仑力，其大小为F；若将两球充分接触后，再让它们相距2r，则它们之间（ ）
| A． | 库仑力大小为$\frac{F}{5}$，相互吸引 | B． | 库仑力大小为$\frac{F}{5}$，相互排斥 | ||
| C． | 库仑力大小为$\frac{9F}{20}$，相互吸引 | D． | 库仑力大小为$\frac{4F}{5}$，相互排斥 |
6．许多科学家由“电生磁”的现象，提出了“磁生电”的猜想，这种思想体现的物理思想方法是（ ）
| A． | 对称性 | B． | 守恒思想 | C． | 比值法 | D． | 控制变量法 |
3．
有一列简谐横波沿x轴传播，a、b、c为波上的三个质点，某时刻的波形如图所示，a正在向上运动，由此可知（ ）
有一列简谐横波沿x轴传播，a、b、c为波上的三个质点，某时刻的波形如图所示，a正在向上运动，由此可知（ ）| A． | 该波沿x轴负方向传播 | |
| B． | c正向上运动 | |
| C． | 该时刻以后，b比c先到达平衡位置 | |
| D． | 该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处 |
4．
如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度v0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度v0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为$\frac{1}{2}$mv02 | |
| B． | 如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}}{2{B}^{2}{q}^{2}}$ | |
| C． | 如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为$\frac{1}{2}$mv02 | |
| D． | 如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}}{2{B}^{2}{q}^{2}}$ |