题目

某主题乐园的一种巨型机动游戏设备可以使人体验超重和失重，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上 100m 的高处，然后让座舱自由落下。落到离地面 20m 时， 制动系统启动，使座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停下。某次游戏中，座舱中小明用手托着重 3N 的苹果。（重力加速度 g 取10m/s2 ， 空气阻力不计）求： （1） 此过程中座舱的最大速度； （2） 此过程中座舱做匀减速运动的时间； （3） 当座舱落到离地面 10m 的位置时，手对苹果的支持力大小。 答案： 解：当座舱下落到离地20m时，速度最大，由 vm2=2g(H−h)  ， 解得 vm=40m/s 解：取竖直向下为正方向，座舱做匀减速运动的加速度 a=0−vm22h    解得 a=−40m/s2  ，座舱做匀减速运动的时间 t=0−vma 解得t=1s 解：座舱落到离地10m时，苹果处于匀减速运动状态，加速度的大小为 a=40m/s2 ， 对苹果由牛顿第二定律得 F−mg=ma  解得 F=15N

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