美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”．飞行员将飞艇开到6000 m的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境．下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，这样，可以获得持续25 s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验．紧接着飞艇又做匀减速运动．若飞艇离地面的高度不得低于500 m，重力加速度g取10 m/s²，试计算：

(1)飞艇在25 s内下落的高度；

(2)在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是其重力的多少倍．

【解析】：(1)设飞艇在25 s内下落的加速度为a₁，根据牛顿第二定律可得

mg－F_阻＝ma₁，

解得：a₁＝＝9.6 m/s².

飞艇在25 s内下落的高度为

h₁＝a₁t²＝3000 m.

(2)25 s后飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度v为

v＝a₁t＝240 m/s.[来源:学|科|网]

减速运动下落的最大高度为

h₂＝(6000－3000－500)m＝2500 m.

减速运动飞艇的加速度大小a₂至少为

a₂＝＝11.52 m/s².

设座位对大学生的支持力为N，则

N－mg＝ma₂，

N＝m(g＋a₂)＝2.152mg

根据牛顿第三定律，N′＝N

即大学生对座位压力是其重力的2.152倍．

．如图所示，用绳OA、OB和OC吊着重物P处于静止状态，其中绳OA水平，绳OB与水平方向成θ角．现用水平向右的力F缓慢地将重物P拉起，用F_A和F_B分别表示绳OA和绳OB的张力，则(　　)

图4－9

A．F_A、F_B、F均增大

B．F_A增大，F_B不变，F增大

C．F_A不变，F_B减小，F增大

D．F_A增大，F_B减小，F减小

【解析】：选B.把OA、OB和OC三根绳和重物P看成一个整体，整体受到重力mg，A点的拉力F_A，方向沿着OA绳水平向左，B点的拉力F_B，方向沿着OB绳斜向右上方，水平向右的拉力F而处于平衡状态，有：F_A＝F＋F_Bcosθ，F_Bsinθ＝mg，因为θ不变，所以F_B不变．再以O点进行研究，O点受到OA绳的拉力，方向不变，沿着OA绳水平向左，OB绳的拉力，大小和方向都不变，OC绳的拉力，大小和方向都可以变化，O点处于平衡状态，因此这三个力构成一个封闭的矢量三角形(如图)，刚开始F_C由竖直方向逆时针旋转到图中的虚线位置，因此F_A和F_C同时增大，又F_A＝F＋F_Bcosθ，F_B不变，所以F增大，所以B正确．

(2011年高考海南卷)如图4－15，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m₁的重物．在绳上距a端的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m₂的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为(　　)

图4－15

A.                                 B．2

C.                                 D.

【解析】：对于结点c，受三个拉力的作用，如图所示，其中F₁＝m₂g，F₂＝m₁g，平衡时，F₂、F₃的合力F大小等于F₁，即F＝m₂g.由图可知，＝cosα，而cosα＝＝，所以＝，即＝，故C正确．

(2011年高考海南卷)如图4－15，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m₁的重物．在绳上距a端的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m₂的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为(　　)

图4－15

A.                                 B．2

C.                                 D.

【解析】：对于结点c，受三个拉力的作用，如图所示，其中F₁＝m₂g，F₂＝m₁g，平衡时，F₂、F₃的合力F大小等于F₁，即F＝m₂g.由图可知，＝cosα，而cosα＝＝，所以＝，即＝，故C正确．

．如图所示，用绳OA、OB和OC吊着重物P处于静止状态，其中绳OA水平，绳OB与水平方向成θ角．现用水平向右的力F缓慢地将重物P拉起，用F_A和F_B分别表示绳OA和绳OB的张力，则(　　)

图4－9

A．F_A、F_B、F均增大

B．F_A增大，F_B不变，F增大

C．F_A不变，F_B减小，F增大

D．F_A增大，F_B减小，F减小

【解析】：选B.把OA、OB和OC三根绳和重物P看成一个整体，整体受到重力mg，A点的拉力F_A，方向沿着OA绳水平向左，B点的拉力F_B，方向沿着OB绳斜向右上方，水平向右的拉力F而处于平衡状态，有：F_A＝F＋F_Bcosθ，F_Bsinθ＝mg，因为θ不变，所以F_B不变．再以O点进行研究，O点受到OA绳的拉力，方向不变，沿着OA绳水平向左，OB绳的拉力，大小和方向都不变，OC绳的拉力，大小和方向都可以变化，O点处于平衡状态，因此这三个力构成一个封闭的矢量三角形(如图)，刚开始F_C由竖直方向逆时针旋转到图中的虚线位置，因此F_A和F_C同时增大，又F_A＝F＋F_Bcosθ，F_B不变，所以F增大，所以B正确．