Question

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？

Answer 1

(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）