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标题: 一高一物理题，全当游戏 [打印本页]
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 15:48
标题: 一高一物理题，全当游戏
一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76M,当落到离地面28M的位置时开始制动，座舱均匀减速。若座舱中某人用手托着重50N的铅球，当座舱落到离地面50M的位置时，手的感觉如何？当座舱落到离地面15M的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？
! l2 P3 D. t4 ]0 W8 z) q; g' ~9 c: m  |& g. P/ ?' n9 A6 m

- Y. R$ D* i- f, f. r5 X! G6 q3 a
作者: 杰克阿里    时间: 2014-1-23 16:34
50米的手感，你懂的。15米时为950/7牛。
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 16:43
杰克阿里 发表于 2014-1-23 16:34
- o" e6 U0 _, W% a+ x* G+ T: [50米的手感，你懂的。15米时为950/7牛。

* n! i  C$ C: W; S+ S感谢大侠回帖，15米时的计算结果应该不对，它不应超过铅球的重量50N.
作者: 杰克阿里    时间: 2014-1-23 16:53
不超过50牛？那不可能软着陆啊！
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 17:38
杰克阿里 发表于 2014-1-23 16:53 : U! k, x% d0 ?( p) L7 b1 D/ r
不超过50牛？那不可能软着陆啊！
4 S  @7 O% w* R. I* f
主要用到牛顿第二定律和牛顿第三定律，我计算的结果是37.5N
作者: 奮闘ing    时间: 2014-1-23 17:43
物理不好，纯粹来学习的~
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 17:57
杰克阿里 发表于 2014-1-23 16:53 7 j7 K6 g) d7 J+ F: j6 ^7 \
不超过50牛？那不可能软着陆啊！

7 m& A+ R) x+ E我不知道你的计算过程是什么样的，我来说一下我的计算过程：9 S" v$ J# M3 t
1、距地76M到28M，都是自由落体运动，铅球对手没有压力。( k3 p" Z. j2 g, _5 K7 y9 Y$ Z* T
2、从28M开始，做匀减速运动。铅球开始对手有压力。
" ]% }: G9 ?# L* O" B& M. B' U3、15M时的压力大小就是此时手托住铅球的力。手与铅球相对静止，由牛三定律得：F-G=ma,m=G/g,主要求a就好了，做自由落体运动到28M时得瞬时速度就是做匀减速运动得初速度，然后知道位移和末速度0，就可以求的a得关系式，代入求得结果37.5N.8 ?4 P+ Y' Z, \/ s2 _
PS：有兴趣得可以自己计算下。另外我猜测自28M匀减速运动开始，铅球对手的压力是从0不断增加的到地面静止时正好为50N,以上仅为猜测，没有计算验证。
0 O/ C1 c- }  v% [
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 18:01
奮闘ing 发表于 2014-1-23 17:43 : e1 m3 N7 i9 c+ N  j
物理不好，纯粹来学习的~

7 f7 D$ W) r5 [! H呵呵，我也就最近翻了遍物理书看到的，感觉挺有意思的，我高中分科都不是学物理的，物理考的太差老师不要，现在工作了发现物理真的很重要，打算慢慢补起来。
作者: 2436    时间: 2014-1-23 18:27
这也太简单了
作者: yamato1987    时间: 2014-1-23 18:39
本帖最后由 yamato1987 于 2014-1-23 19:20 编辑
2 _) [4 o2 m; k: X; a$ w+ E$ K/ @
, E  s! o! P* u" s第一问不用计算吧？在下落到50M高度的时候 铅球和人还是同步自由落体 速率是一致的 这样应该铅球和人是相对静止的 人可以不伸手 球也不会飘走。$ L! _! O  g) H/ X# x" `
第二问28M开始减速，说明到15M时是超重状态，需要计算出28米阶段的加速度A) d& j' e6 |% }4 S2 W2 R$ [/ M# H
前76米是自由落体 也就是说到了第76米的时候可以列公式 MGH=1/2MV2， 这样V≈40m/s 这是球的极限速度。这样可以用末速度=加速度*时间 得到40m/s=at    28米可以得到 28m=1/2at2 ，28m=1/2 *40m/s *t  t=1.4秒
3 o! `9 O2 G% c7 `( H也就是说1.4秒时间可以让40M/s的速度 在15米距离内 降到0  加速度a=28.57m/s2 / S6 L  W* z+ n) Y* o
球本身是50N 也就是说M=5KG  球运动状态的改变全是手给的，所以手上受力应当跟球改变的A挂钩   因为a=F/m 所以F=ma=5kg*28.57=142.85N     人手能感觉到的差不多就是这个142.85+50=192.85。
8 z1 a* z. B0 b/ W; @8 K算出的结果几乎是3个G
6 Y; a' F. b' L: g0 t, T+ h3 a/ V( {9 P
G按10m/s2取值。我感觉还有更简单的方法，要是6年前可能好很多，已经不接触高中物理很多年了。全部是基本公式推倒
  D  R" z$ K- F1 O5 x; _6 h) d( T4 j  V4 W, a
后来仔细看了看题发现有问题，如果76米是总高度的话 数据就要变一变公式可以不变。* f. S" {- h7 F) r) n
最后答案就变成80+50=130N左右的数值。7 e7 y: {8 M$ ^8 V$ I; W, M
, o' v" |9 Z1 V: d9 i' {
LZ自行参考吧
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 19:43
yamato1987 发表于 2014-1-23 18:39
/ b( N% o7 e* f  o第一问不用计算吧？在下落到50M高度的时候 铅球和人还是同步自由落体 速率是一致的 这样应该铅球和人是相对 ...
. J0 j/ g6 h% r0 q
我看不出你那里出错了，我这里也没有标准答案，那个结果是我自己算的。我的水平很一般的，高中物理也就最近翻了一本。补充一下我的思路：我没有引入时间，根据现有条件用(v末）^2-(V初)^2=(at^2)/2可以得出a." c# ?' }- k3 ?  O6 d
4 Z8 Q  u, Z/ T; X! m. B# r0 u
2、你说到15M时是超重状态，我觉得有问题，因为28M之前的是失重的（不是静止状态），所以是不是超重是以后面的计算结果来看的。# E3 \. |/ D8 G( y2 k
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 19:44
2436 发表于 2014-1-23 18:27 2 W+ s  G% a9 J1 `2 Z2 j9 n. G7 [
这也太简单了
2 S9 q6 S1 D! N3 m: E
你可以算算看，给出一个自己计算的结果，现在来看已经由三个不同的结果了% ~" P7 l/ |) _5 O2 r& T
作者: 动静之机    时间: 2014-1-23 21:28
本帖最后由 动静之机 于 2014-1-23 21:31 编辑 4 r( {' R9 M- Y+ j1 M+ D! O

. Y) Y- O% K, L1 i- ^) x1 X6 c/ O7 {降落到28米处前，为自由下落（匀加速度g）行程48米，速度达到V。2 p- y5 N6 P! t% b5 n. Z
V^2-0 =2g*48/ q! e: D& I* N! r6 K, {
然后匀减速到零，行程28米，加速度为a。
4 X; v7 ?( w! W5 ~* t0-V^2 =2a*28
- D" K! }$ k- r' Q9 A
$ g) M3 x% ~7 g* v9 }+ e$ p∴ a=-12/7 g 负值表示与重力方向相反。
! O- C- D. E3 u- }9 C" u# _3 `; Q+ K7 B) u& A  A, |1 G
离地48米前，手中球失重，无感。8 {1 n% d/ B2 o# o& u2 c
离地28米起，手中球超重，手感19/7倍球重，即950/7牛。( j, u" U7 P9 [/ ?3 z

* {( w& z/ L0 d0 \3 S答案相同的握手。。。呵; x4 x% B9 g' y$ T
& ^) {% {( A% o# Q
5 d. T6 _/ ~, S1 I$ n+ k5 H& U
作者: gw777    时间: 2014-1-23 23:08
手上收力从28米开始是不变的 因为是云减速所以外力不变
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 09:11
动静之机 发表于 2014-1-23 21:28
+ n! _" {* M& \" T" W/ u降落到28米处前，为自由下落（匀加速度g）行程48米，速度达到V。
+ B5 H; {/ s/ i+ W2 zV^2-0 =2g*48/ O; n( Q, I' v2 T- ~
然后匀减速到零，行程28米 ...

+ r) |* Q8 ^( a$ x7 `$ |$ y大侠，我们的思路是一致的，最后结果的不同是由于a的负号代入与否的问题，我是代入负号了的，因为两个方向相反的力相加是要加上负号的，我不知道你为什么没有代入负号，求解释。我有重新计算了一下，结果是-250/7.
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 09:14
emptycch 发表于 2014-1-23 19:43
8 U* f" s% n. U. A2 d' T- t我看不出你那里出错了，我这里也没有标准答案，那个结果是我自己算的。我的水平很一般的，高中物理也就最 ...
1 a. V* C- {: v8 F4 F3 `( I3 ?# ?
匀减速运动下的物体不意味着必然的超重，超重是物体受到的力大于自身的重量才是超重的。% Z4 r" ^; O. q9 k; q! w" ?4 {" }
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 09:19
动静之机 发表于 2014-1-23 21:28 1 j: a& U0 o% n. O+ _% G
降落到28米处前，为自由下落（匀加速度g）行程48米，速度达到V。
7 Y/ D! U4 ?- A2 IV^2-0 =2g*48
7 e- d- \, D! a3 Z9 B: i! o8 W然后匀减速到零，行程28米 ...
% p! s. ^! q3 l. R9 u
是我搞错了，负号不应该代入的，不代入就和大侠的答案一致了，感谢指正9 N. _/ I2 K3 e# i7 `+ M. D
作者: 噩梦醒来    时间: 2014-1-24 10:09
楼主的物理看来真得补补啊，正方向都没搞清，还有超重的概念也没弄明白。
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 12:50
噩梦醒来 发表于 2014-1-24 10:09
1 O) ]- Q7 y7 K$ j# `' G' u楼主的物理看来真得补补啊，正方向都没搞清，还有超重的概念也没弄明白。
& J1 [. T9 A/ q. V$ |6 l- T- Z# ~
得补，高中物理书都凑齐了，慢慢看吧( e9 o6 S6 I0 w3 t# @9 b1 ~
作者: 浩徐ljzy    时间: 2014-1-24 14:35
表示已经忘了差不多了
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 14:39
浩徐ljzy 发表于 2014-1-24 14:35
" ]7 m  I' y  p. k  _0 \6 t+ Z表示已经忘了差不多了
8 A7 S5 F' X6 i' C5 _0 B# a
以后若用的到，是要慢慢补起来的，如果工作上没有要求那也无所谓的5 b* q  a* `- ]- y  v8 ^
作者: 13863023496    时间: 2014-1-24 15:57
本帖最后由 13863023496 于 2014-1-24 16:00 编辑
$ j+ j/ p, }4 h% M- Z" }: w6 G% |; @; [+ D  G+ y
自由落体的距离76-28=48米* d( K6 b  Q  \- z0 [# R' h
∵s=1/2*g*t^2
! W0 |' Q6 _4 ~, E& x    g=9.8m/s^2
5 w) s# q. y" |8 S∴48=0.5*9.8*t^2# j  K0 c6 [' H: q# ?
∴t=3.1s$ L7 k% _" k' ^
∵v=g*t
6 v, K. g; P2 o- V5 ~, g∴v=9.8*3.1=30.4m/s
6 _( `6 b6 h- z3 A; h0 v即在28米高度处的速度为30.4m/s$ n! o6 M: i9 x4 A6 e
假设是从地面向上升到28米的高度，速度为30.4 m/s。
: z/ b0 \2 q3 D1 m∵s=1/2*a*t^2 ; o: l; I- |& R" E1 ^1 n7 O: D* B! w
    v=at
$ X& N* \* D' c+ x6 t ∴28=0.5*at ^2* M- Z' E# a- ~- H
    30.4=at
5 E( @/ B( o4 D( Y ∴ t=1.8s. B, m2 z) v- `" R. R) Y* H
     a=16.9m/s^2 / A! B8 @! A: f9 f0 W3 L$ n
∵ F=ma; R9 R& m6 s2 g% \0 p! h- e
∴ F= 50*17.9/9.8=91.3N
; }7 O7 f6 y9 x1 @" S所以15米处手受力为91.3+50=141.3N) q. a& ~. ~" _3 f" ^% w+ m
50米处为自由落体，手受力为0N。
作者: huqiang_cool    时间: 2014-1-29 21:21
这个很有意思！什么叫做基本功？



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