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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？3 D9 T2 q% W  S2 U

# x1 z8 t6 Y; P& R; Y; \0 t, M& y. N
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
' Z. r9 A/ g1 P; C50米的手感，你懂的。15米时为950/7牛。
7 |/ B% ~8 N5 D8 j! z$ z
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 % n+ e; r! b0 Y/ B, F% B
不超过50牛？那不可能软着陆啊！
/ G! ?5 H! }. C9 J+ o4 X; C3 V, w
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
% ]) j  j& |% z, s4 c2 j不超过50牛？那不可能软着陆啊！

+ w" i/ K  U, ~! t. [/ ]) N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：' z# C. Q7 q6 _. c8 O
1、距地76M到28M，都是自由落体运动，铅球对手没有压力。: V5 p$ c( I$ E0 U
2、从28M开始，做匀减速运动。铅球开始对手有压力。; \. S% L; T2 j
3、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.) c- d4 d2 _" c( R- {( ^
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。9 y, P4 g# [' d+ j1 g
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 18:01
奮闘ing 发表于 2014-1-23 17:43
" b1 C, U5 L& G+ X6 K& k0 h6 E" z# ~" X物理不好，纯粹来学习的~
  i6 R0 j/ x& Y% Y" {
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
9 u  i8 W/ X4 `& N: y. H. A  {& S6 E3 H! B$ w
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。) W: T! c# ~8 H% |  L  @
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
9 O( Q6 D4 A: @' I* N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
7 W- E1 m1 P% Z1 M, D4 p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 " z# L3 s& L, \; O% j& C
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。) j  Y, I9 N& \" l& {
算出的结果几乎是3个G/ y. {1 h, K: ], o
1 m1 p$ |2 J7 }6 i1 D2 k5 C
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4 n1 {) S" m& [3 P3 x0 ?5 @% p
- ]9 i/ L, L+ b2 o) V
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。2 U. H, ?0 Z, T3 g+ k
最后答案就变成80+50=130N左右的数值。
, G: |. d7 O- Q3 b, _" e; c5 a6 R& n. O9 ?) j! C$ d+ Y0 c8 f5 q
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 7 |, K% g% {# J) I" |# |$ r
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 ...
; `, a2 q- h1 {# g6 Y: E. 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.
& U) _6 O& D' Q3 l! S# _
4 F* H8 R1 v3 {# Y2、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。  W' ]; i# \% x, a3 `% m
作者: emptycch    时间: 2014-1-23 19:44
2436 发表于 2014-1-23 18:27
7 v5 ^2 V4 I, k  i2 y. G这也太简单了

! b( E( m) U  w/ O$ O) g- \0 J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* f3 n$ b: Q5 d! h
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
5 V& s, u0 t* e2 D8 `9 p9 V  N8 G* P) P- g' @2 J$ }% P/ K
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 t% I% V$ L* P0 q0 W/ ]) k" SV^2-0 =2g*48
: _( f, s# M+ g/ C" Q& `然后匀减速到零，行程28米，加速度为a。
1 a; F+ x: {* b& R. d" ?0-V^2 =2a*280 b5 A$ ?/ _2 B  b7 @8 r' }

2 G* g7 e) N0 n# r∴ a=-12/7 g 负值表示与重力方向相反。( D9 A% T' P4 t: `1 f1 T

/ x+ C/ S: A5 v/ y6 l  p4 k离地48米前，手中球失重，无感。
- E# }9 X3 B: {& K# L离地28米起，手中球超重，手感19/7倍球重，即950/7牛。
# g& @+ d' o1 ^! g. }* Z) e5 N, r
6 _* G7 _/ s% f  @3 l; A答案相同的握手。。。呵) t- G4 P% c' P+ Y/ \

! S8 j9 m! y2 I# M( `& O# @* s0 g2 G# y$ ^. c; f5 S! G3 X  Z* N9 [
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
& s  T! t; {) I* h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。
* B- d% U% T' V# M% o& uV^2-0 =2g*48- E8 V( P" Y/ U2 K1 _8 T
然后匀减速到零，行程28米 ...

! `4 x2 w4 q( i. E6 I4 r4 Q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
7 `: o5 S; f  `, E/ F* j, u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 ...
- R* @6 ^( B; f
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。' B- w' I& x2 f: d0 S
作者: emptycch    时间: 2014-1-24 09:19
动静之机 发表于 2014-1-23 21:28
/ ~" P, H4 Y! f9 x3 A/ ~3 |3 b! 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。, M5 ]5 p+ _0 m4 `" ?# ]2 @
V^2-0 =2g*48
3 g  z8 E: e1 D' T; W5 A然后匀减速到零，行程28米 ...
6 k5 ]' g! Z2 p( h7 C
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8 q) W: V# W4 f0 Q0 S  }, \
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 ! X+ F7 X7 x& r3 _
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。
: R$ f% s; o* \0 n
得补，高中物理书都凑齐了，慢慢看吧
  D% i7 x# Q! _4 ^. V5 Z& i
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 1 z, N+ r: C% ~1 x5 ~
表示已经忘了差不多了
# M3 a& M/ Z. L! b+ n2 p- i
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
: p9 k7 q" W) E0 {5 o0 ^0 j7 w
作者: 13863023496    时间: 2014-1-24 15:57
本帖最后由 13863023496 于 2014-1-24 16:00 编辑
4 u, u$ o3 ^- `. R8 ]$ M/ `! E# @( B& g$ u5 O, P* r
自由落体的距离76-28=48米
5 m0 X" e9 q4 |8 o∵s=1/2*g*t^2
9 W) _2 y% a7 N$ r/ h5 p# o    g=9.8m/s^2
9 V3 l8 s4 H! x# S' ^% @. G# J  K∴48=0.5*9.8*t^29 ~, T* A7 B2 c5 Q  D4 T# {- Z
∴t=3.1s3 G4 u/ c9 @* `7 Z, c/ D3 @7 s
∵v=g*t/ b: ?; o) d0 p& ]( W. m9 _2 c6 d
∴v=9.8*3.1=30.4m/s6 V% B0 j& {$ `5 B- Z9 U( M5 J# r
即在28米高度处的速度为30.4m/s" Y1 f; Q" D- F. v/ b0 _4 ~2 d4 h
假设是从地面向上升到28米的高度，速度为30.4 m/s。
; h& Y. G2 l! m. I$ K. e∵s=1/2*a*t^2
# }9 D8 _5 O5 ?! f    v=at
' m+ A$ U/ c8 _9 P. z, ^ ∴28=0.5*at ^2+ T* O4 V# ^# z) E
    30.4=at
( o* g( L: i! k' L6 ] ∴ t=1.8s
, B- }1 X; ~6 n; S  u     a=16.9m/s^2 + P' Z! i  o. h
∵ F=ma
3 f) W' d/ e7 w8 ]" Z6 {4 g ∴ F= 50*17.9/9.8=91.3N
. @5 i6 x" n' N) i! e1 w4 D) i所以15米处手受力为91.3+50=141.3N
9 X+ u9 j0 i, Q! ^$ ?; O% @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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