Question

一種巨型娛樂器械由升降機送到離地面75m的高處，然后讓座艙自由落下．落到離地面25m高時，制動系統開始啟動，座艙均勻減速，到地面時剛好停下．若座艙中某人用手托著重50N的鉛球，試求：
（1）當座艙落到離地面35m的位置時，手對球的支持力是多少？
（2）當座艙落到離地面15m的位置時，球對手的壓力是多少？（取g=10m/s²）

Answer 1

分析：（1）離地面35m時，座艙還在自由下落，處于完全失重狀態
（2）落到離地面25m高時，制動系統開始啟動，座艙均勻減速，故座艙落到離地面15m的位置時，由牛頓第二定律，可得手對球的支持力，由牛的第三定律，可得球對手的壓力

解答：解：（1）離地面35m時，座艙自由下落，處于完全失重狀態，所以手對球的支持力為零．  
（2）由運動學：v²=2gh₁，v²=2ah₂
由此得：a=

50

25

×10m/s2=20m/s2
根據牛頓第二定律：N-mg=ma 得：N=150N
根據牛頓第三定律，球對手的壓力為150N． 
答：（1）當座艙落到離地面35m的位置時，手對球的支持力0
（2）當座艙落到離地面15m的位置時，球對手的壓力是150N

點評：本題是基礎的牛頓定律應用，通過本題重點掌握自由落體的運動特征．