Question

过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，它的运动包含了许多科学原理．六一节小柯第一次乘坐过山车．
（1）小柯坐在过山车上，感到天旋地转，这时他是以______作为参照物的．
（2）过山车的设计者通过计算受力因子，来衡量座椅施加给游客的力，让这些力既使游客感到刺激又不会受伤．
受力因子=
小柯同学的质量为50千克，当他坐在过山车上行驶到轨道底部时，受力因子为2如果此时他与座椅的接触面积为500厘米²，求此时他对座椅的压强．（g取10牛/千克）
（3）开始时，过山车车厢需先被机械装置推上坡顶．小柯同学坐完过山车后，向管理员了解到如图所示的一组数据．请你帮助小柯计算一下，整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功．（不计车厢的长度）

Answer 1

【答案】分析：（1）研究物体的运动时，必须事先选定一个标准的物体，这个事先被选作标准的物体叫参照物．如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变，则是运动的；如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生了改变，则是静止的．
（2）根据小柯的质量求出他的重力，根据受力因子为2可求出此时他对座椅的压力为其自身重力的2倍，然后利用压强公式p=即可求出他对座椅的压强．
（3）利用W=FS，将沿斜坡的推力和斜坡的长代入即可求出整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功．
解答：解：（1）小柯坐在过山车上，以自己作为参照物他与天空和地面之间的相对位置发生了改变，天空和地面是不断运动的，所以会感到天旋地转．
故答案为：自己．
（2）小柯的重力为：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
他对座椅的压力为：
F=2G=2×500N=1000N，
他对座椅的压强为：
p===20000Pa；
答：此时他对座椅的压强为20000Pa．
（3）整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功为：
W=FS=15000N×50m
=7.5×10⁵J．
答：整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功为7.5×10⁵J．
点评：此题涉及到参照物及其选择，重力的计算，功的计算，压强的大小及其计算等多个知识点，综合性很强，特别是该题引入了一个新概念“受力因子”，由此可推出此时他对座椅的压力为其自身重力的2倍，这是解题的关键所在，另外，在解答此题时还要注意统一使用国际单位制的单位．