Question

【題目】如圖甲所示，一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重。一個可乘坐二十多個人的環形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上76m的高處，然后讓座艙自由落下，不計阻力。落到離地面31m時，制動系統啟動，座艙做勻減速運動到離地面1m時剛好停下。（g=10m/s2，豎直向下為正方向）求：

(1)自由下落的時間t；

(2)在圖乙中定量畫出座艙在整個下落的過程中運動的v-t圖像；

(3)若座艙中某人用手托著質量為0.2kg的手機，當座艙下落到離地面15m的位置時，求手機對手的壓力F的大小。

Answer 1

【答案】(1)3s (2) (3)5N

【解析】

(1)根據自由落體運動：

解得：

(2)物體自由下落3s后的速度：

物體減速運動的時間

座艙在整個下落的過程中運動的v-t圖像如圖：

(3)座艙落到離地15m時，加速度方向向上，加速度的大小

以手機為研究對象，根據牛頓第二定律：

解得：

根據牛頓第三定律：手機對手的壓力F=5N