Question

“蹦极”是一种近年流行的能使人获得强烈超重、失重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐运动项目：人处在离水面上方十层楼的高处（如悬崖边、大桥上、伞塔顶等）用橡皮弹性绳拴住身体，让人自由落下，落到一定位置时弹性绳拉紧.为简化起见，设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹.已知某勇敢者头戴重50 N 的头盔，开始下落的高度为76 m，设计的系统使人落到离水面28 m时弹性绳才绷紧，则当他落到离水面高度50 m左右位置时，戴着头盔的头部感觉如何？当他落到离水面15 m左右的位置时（头朝下脚朝上），其颈部要用多大的力才能拉住头盔？

Answer 1

解析：当此勇敢者下落到离水面50 m左右高度时，他正处在自由下落状态，即a=g.因此，这个人以及他身上的装备都正处于完全失重状态，即此人戴着头盔的头部既不感到头盔有向下的拉力，也不感到有向上的压力.

由题设条件可知，在人下落h=76 m-28 m=48 m时，弹性绳开始绷紧产生弹力并立即使人做匀减速运动，在继续向下运动28 m后速度减为零，因此我们可以求出此过程中人的加速度.

人自由下落h=48 m时的速度为

v== m/s= m/s

设弹性绳绷紧后产生的加速度大小为a，则由匀变速运动速度—位移公式得

a== m/s²≈17 m/s²

在此过程中，对头盔由牛顿第二定律有

F-mg=ma

F=mg+ma=（50+×17） N=135 N

F即为人的颈部对头盔向上的拉力.

答案：完全失重  135 N