Question

【题目】某欢乐谷的“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＝10 m/s2）．

Answer 1

【答案】（1）20m/s；0（2）1500 N

【解析】

（1）由自由落体运动，下落

h1＝60 m－20 m＝40m

时有最大速度

由 v2＝2gh1，得最大速度

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零

（2）离地面15m时，座舱处于减速阶段

v2＝2gh1＝2gh2

由此得：

a＝2g

根据牛顿第二定律：

N－mg＝ma

解得

N＝3mg＝1500 N

根据牛顿第三定律，小李对水平支持面的压力为1500 N