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在遊樂場中,有一種大型遊戲機叫“跳樓機”.參加遊戲的遊客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提...

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問題詳情:

在遊樂場中,有一種大型遊戲機叫“跳樓機”.參加遊戲的遊客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處,然後由靜止釋放.爲研究方便,可以認爲座椅沿軌道做自由落體運動1.2s後,開始受到恆定阻力而立即做勻減速運動,且下落到離地面4m高處時速度剛好減小到零.然後再讓座椅以相當緩慢的速度穩穩下落,將遊客送回地面.(取g=10m/s2)                                                                                               

求:(1)座椅在自由下落結束時刻的速度是多大?                                                   

(2)座椅在勻減速階段的時間是多少?                                                                   

(3)在勻減速階段,座椅對遊客的作用力大小是遊客體重的多少倍?                         

在遊樂場中,有一種大型遊戲機叫“跳樓機”.參加遊戲的遊客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提...                                                                                              

                                                                                                                                

【回答】

(1)設座椅在自由下落結束時刻的速度爲V,下落時間t1=1.2s

由v=gt1

 得:v=12m/s  

即座椅在自由下落結束時刻的速度是12m/s.

(2)設座椅自由下落和勻減速運動的總高度爲h,總時間爲t

∴h=40﹣4=36m

勻加速過程和勻減速過程的最大速度和最小速度相等,故平均速度相等,由平均速度公式,有

在遊樂場中,有一種大型遊戲機叫“跳樓機”.參加遊戲的遊客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提... 第2張

解得:t=6s

設座椅勻減速運動的時間爲t2,則t2=t﹣t1=4.8s

即座椅在勻減速階段的時間是4.8s.

(3)設座椅在勻減速階段的加速度大小爲a,座椅對遊客的作用力大小爲F

由v﹣at2=0,解得a=2.5m/s2

由牛頓第二定律:F﹣mg=ma   

解得:F=12.5m   

所以   在遊樂場中,有一種大型遊戲機叫“跳樓機”.參加遊戲的遊客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提... 第3張

即在勻減速階段,座椅對遊客的作用力大小是遊客體重的1.25倍.

知識點:牛頓運動定律的應用

題型:計算題

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