Question

【題目】如圖所示，在游樂場中，有一種大型游戲機械叫“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120m的高處，然后由靜止釋放。為研究方便，可以認為座椅沿軌道做自由落體運動3s后，開始受到恒力制動，做勻減速運動，且下落到離地面速度剛好減小到零。然后再讓座椅以相當緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)落下，將游客送回地面，取g=10m/s2。求：

(1)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度是多大？

(2)座椅在勻減速階段的加速度是多少？

(3)求游客從靜止釋放到穩(wěn)穩(wěn)落地整個過程的平均速度？

Answer 1

【答案】(1)30m/s；(2)；(3)15m/s

【解析】

(1)座椅做自由落體運動的時間為3s，根據(jù)可知

即座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度是30m/s。

(2)座椅做自由落體運動的位移為

所以座椅做勻減速直線運動的位移為

勻減速直線運動過程中的初速度為30m/s，末速度為0，位移為75m，所以根據(jù)位移速度公式可得

即減速運動的加速度大小為。

(3)減速過程中的運動時間為

所以整個運動過程中的總時間為

所以整個過程中的平均速度為

即整個過程中的平均速度為15m/s。