题目内容
在一种获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中，用电梯把乘有十多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76 m，当落到离地28 m时开始制动，若某人手上托着质量为5 kg的铅球进行这个游戏，问：（1）当座舱落到离地高度为40 m左右的位置时，托着铅球的手感觉如何？
（2）当座舱落到离地高度为15 m左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？（取g=10 m/s2）
解析：本题有两个运动过程：在高度为28 m之上时，物体处于完全失重状态，物体对竖直悬绳的拉力或对水平面的压力均为零，物体的加速度为重力加速度.在高度为28 m之下时，物体做匀减速运动，应根据座舱的运动求出减速运动时的加速度，之后再对铅球受力分析，利用牛顿第二定律求解.
（1）在离地高于28 m时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，所以铅球对手无作用力.也可用定量计算法：设手对球的作用力为N，则对球有mg-N=ma.而自由下落时a=g，所以N=0，由牛顿第三定律知，球对手无作用力.
（2）离地28 m时座舱制动匀减速下降，以向上的加速度a0做减速运动的初速度为v，则由v2=2gh得：v=
=
，又减速过程有：v2=2as，则有2gh=2as，即2g(76-28)=2a×28,所以a=
m/s2.
当离地15 m时，设手对球的作用力为N，则由牛顿第二定律有：
N-mg=ma 得N=136 N.
答案：（1）球对手无作用力 （2）136 N
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