【答案】
分析:(1)判斷一個(gè)物體是超重還是失重,關(guān)鍵看加速度方向,若加速度向上,則超重;若加速度向下,則失重;若加速度向下且大小等于重力加速度,則為完全失重;
(2)根據(jù)題意可知座艙前一階段做自由落體運(yùn)動(dòng),后一個(gè)階段做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故速度最大的時(shí)刻為剛開始制動(dòng)的那個(gè)時(shí)刻,最大速度為自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度;
(3)座艙內(nèi)人手中的小球與整個(gè)座艙的運(yùn)動(dòng)情況一樣,也可單獨(dú)對(duì)小球進(jìn)行受力分析,體現(xiàn)整體法和隔離法的應(yīng)用.
解答:解:(1)根據(jù)題意可知,座艙的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)階段,第一階段為自由落體運(yùn)動(dòng),第二階段為勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止,故速度最大的時(shí)刻為剛開始制動(dòng)的那個(gè)時(shí)刻,
最大速度為自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度,根據(jù)2gh=v
2-v
2 可得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029191824097314314/SYS201310291918240973143015_DA/0.png)
m/s=30m/s
(2)當(dāng)座艙落到離地面50m的位置時(shí),鉛球做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度為重力加速度,故處于完全失重狀態(tài),
此時(shí)鉛球只受重力作用,人手對(duì)鉛球沒有作用力,故人手感覺不到任何壓力.
(3)因?yàn)楫?dāng)落到離地面30m的位置時(shí)開始制動(dòng),此后座艙做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到落到地面上,加速度不發(fā)生變化,鉛球的運(yùn)動(dòng)情況與座艙相同,
所以當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時(shí),鉛球做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則
2ax=v
2-v
2 a=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029191824097314314/SYS201310291918240973143015_DA/1.png)
m/s
2=15m/s
2 根據(jù)牛頓第二定律可知:
F-mg=ma
F=ma+mg=(5×15+50)N=125N
答(1)最大速度為30m/s;
(2)當(dāng)座艙落到離地面50m處時(shí)小球處于完全失重狀態(tài),人未能感覺到任何壓力;
(3)當(dāng)座艙落到離地面15m處手需要用125N的力才能托住小球.
點(diǎn)評(píng):從這個(gè)例題可以看出做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體處于完全失重狀態(tài),對(duì)于兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)情況相同時(shí),我們一般可采取整體法和隔離法求解問題,要注意受力分析時(shí),分析哪些力是系統(tǒng)的外力哪些力是系統(tǒng)的內(nèi)力.