题目

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、超重感觉的娱乐设施，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？

提问时间：2021-03-29

答案

（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，处于完全失重状态；故饮料瓶对手的压力为零．
（2）座舱自由落体过程，有：
v²=2g（H-h）…①
座舱匀减速运动到地面过程，根据速度位移公式，有：
v²=2ah…②
由①②解得：a＝

2g(H−h)

2h

＝

10×(76−28)

28

m/s2＝

120

7

m/s2
当座舱落到离地面高度为15m的位置时，饮料瓶处于超重状态，有：
F-mg=ma
解得：F=m（g+a）=1×（10+

120

7

）N≈27.1N
即手要用27.1N的力才能把饮料瓶托住．
答：（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是0；
（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用27.1N的力才能托住饮料瓶．