Question

【題目】一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重．一個可乘十多個人的環形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下．落到一定位置時，制動系統啟動，到地面時剛好停下．已知座艙開始下落時的高度為76m，當落到離地面28米的位置時開始制動，座艙均勻減速．若座艙中某人用手托著重50N的鉛球，
（1）當座艙落到離地面40m的位置時，手對鉛球的托力多大？
（2）當座艙落到離地面15m的位置時，手要用多大的力才能托住鉛球？（忽略摩擦和空氣阻力，g=10m/s2）

Answer 1

【答案】
（1）解：離地面40m時，座艙還在自由下落，鉛球處于完全失重狀態，手對鉛球的托力為零．

答：手對鉛球的托力為零；

（2）解：從開始自由落體直到下落高度h1=48m時速度為v1，則 =2gh1

對勻減速運動程，

聯立解得a=17.1m/s2

當座艙落到離地面15m的位置時，N﹣mg=ma

解得N=mg+ma=136N

答：手要用136N的力才能托住鉛球

【解析】（1）完全失重物體對接觸面的壓力為零，據此可解。
（2）先求解加速度，再根據牛頓第二定律求解。
【考點精析】利用超重失重對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知不管物體處于失重狀態還是超重狀態，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）不等于物體本身的重力；超重或失重現象與物體的速度無關，只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重．