Question

高一物理必修一一道计算题 help过程

北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭。它是能体验强烈失重、超重的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为1kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8m/s²，问：
（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？

Answer 1

（1）由题目条件知，座舱自由下落的距离是　h1＝76－28＝48米
座舱自由下落 h1＝48米时，速度设为 V
由　V^2＝2g*h1　得
V＝根号（2g*h1）＝根号（2*9.8*48）＝30.67 m/s
在剩下的　h2＝28米的距离，座舱是匀减速下降，加速度大小设为 a（方向是竖直向上）
由　0＝V^2－2a*h2　得
0＝2g*h1－2a*h2
a＝g*h1 / h2＝9.8*48 / 28＝16.8 m/s^2

当座舱落到离地面高度为40m的位置时，属于自由下落的过程中，饮料瓶处于完全失重状态，所以饮料瓶对手的作用力为0　。
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，属于匀减速下落阶段，对饮料瓶分析，
受重力 mg、手的支持力F
有　F－mg＝ma
F＝m(g＋a)＝1*（9.8＋16.8）＝26.6牛
即手要用26.6牛的力才能托住饮料瓶。

Answer 2

（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力等于0.
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，
v^2=2a1s1
v^2=2a2s2
所以a1s1=a2s2 a2=a1s1/s2=gs1/s2=9.8*(76-28)/28=16.8N
所以F-mg=ma2 F=mg+ma2=m(g+a2)=1*(9.8+16.8)=26.6N

Answer 3

（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，属于自由下落的过程中，饮料瓶处于完全失重状态，所以饮料瓶对手的作用力为0　
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，
v^2=2gs1
v^2=2a2s2
所以a1s1=a2s2 a2=a1s1/s2=gs1/s2=9.8*(76-28)/28=16.8
F=mg+ma2=m(g+a2)=1*(9.8+16.8)=26.6N

Answer 4

当座舱离落地高度为40M的时候，饮料瓶处于失重状态，所以对手的作用力为0
有78M到28M求出在28M处的速度V1，再由28M到停止通过V1=at和S=1/2at2可以算出停止算花的时间T，V1和T都算出后可得到a，再由瓶子的受力分析可以得到F=Mg+Ma。 具体计算过程自己算吧，自己计算一遍比全抄要好。