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在香港海洋公園的游樂場中,有一臺大型游戲機叫“跳樓機”.參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處,然后由靜止釋放.座椅沿軌道自由下落一段時間后,開始受到壓縮空氣提供的恒定阻力而緊接著做勻減速運動,下落到離地面4.0m高處速度剛好減小到零,這一下落全過程經歷的時間是6s.求:(取g=10m/s2
(1)座椅被釋放后做自由下落的末速度v
(2)座椅被釋放后做自由下落的高度h
(3)在勻減速運動階段,座椅的加速度大小是多少.
分析:(1)分析座椅的運動情況,先做自由落體運動,然后做勻減速直線運動直到靜止,畫出速度-時間圖象,根據圖象與時間軸圍成的面積表示位移即可解題;
(2)求出自由下落的末速度v后,根據位移-速度公式即可求得自由下落的高度h;
(3)先物體做勻減速運動的位移,再根據勻減速直線運動位移-速度公式即可解題.
解答:解:(1)畫出v-t圖,

由圖象知,
“面積”s=
1
2
vt,
得到v=
2s
t
=
2×(40-4)
6
 m/s=12 m/s
(2)根據自由落體運動規律,
座椅被釋放后自由下落的高度
h=
v2
2g
=
122
2×10
 m=7.2 m.
(3)物體做勻減速運動的位移
s′=(36-7.2)m=28.8 m,
由公式v2=2as′可知
在勻減速運動階段,
游客的加速度大小
a=
v2
2s
=
144
2×28.8
 m/s2=2.5 m/s2
答:(1)座椅被釋放后做自由下落的末速度v為12 m/s;
(2)座椅被釋放后做自由下落的高度h為7.2 m;
(3)在勻減速運動階段,座椅的加速度大小是2.5 m/s2
點評:該題主要考查了自由落體運動和勻減速直線運動位移-時間公式的直接應用,有時利用圖象等其它方法解題比較簡單,難度不大.
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科目:高中物理 來源: 題型:

在香港海洋公園的游樂場中,有一臺大型游樂機叫“跳樓機”.參加游樂的游客被安全帶固定在座椅上,由電動機將座椅提升到40m高處,座椅沿光滑桿自由下落一段高度后開始受到壓縮空氣提供的恒定阻力,下落36m后速度剛好減小到零.這一過程經歷的總時間是6s.求座椅被釋放后,自由下落的高度有多高;在減速階段,座椅對游客的彈力是游客體重的多少倍.

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