Question

某航空公司的一架客機，在正常航線上作水平飛行時，由于突然受到強大垂直氣流的作用，使飛機在10s內高度下降1700m，造成眾多乘客和機組人員受傷，如果只研究飛機在豎直方向上的運動，且假定這一運動是勻變速直線運動．試計算：
（1）飛機在豎直方向上產生的加速度多大？方向怎樣？
（2）乘客所系安全帶必須提供相當于乘客體重多少倍的豎直拉力，才能使乘客不脫離座椅？（g取10m/s²）
（3）未系安全帶的乘客，相對于機艙將向什么方向運動？最可能受到傷害的是人體的什么部位？

Answer 1

分析：（1）根據勻變速直線運動的公式求出飛機在豎直方向上的加速度．
（2）根據牛頓第二定律求出安全帶的拉力．
（3）未系安全帶的乘客，相對機艙將向上運動，最可能受傷的是頭部．

解答：解：（1）由S=

1

2

at2得；                                         
所以，在豎直方向的加速度a=

2s

t2

=

2×1700

102

=34m/s2，方向豎直向下．
（2）對乘客，由牛頓第二定律得：F_拉+mg=ma
所以安全帶產生豎直向下的拉力為：F_拉=3.4mg-mg=2.4mg
（3）未系安全帶的乘客，相對機艙將向上運動，最可能受傷的是頭部． 
答：（1）飛機在豎直方向上產生的加速度為34m/s²，方向豎直向下．
（2）乘客所系安全帶必須提供相當于乘客體重2.4倍的拉力，才能使乘客不脫離座椅．
（3）未系安全帶的乘客，相對機艙將向上運動，最可能受傷的是頭部．

點評：本題綜合考查了牛頓第二定律和運動學公式，知道加速度是聯系力學和運動學的橋梁．