Question

【题目】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28米的位置时开始制动，座舱均匀减速．若座舱中某人用手托着重50N的铅球，
（1）当座舱落到离地面40m的位置时，手对铅球的托力多大？
（2）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？（忽略摩擦和空气阻力，g=10m/s2）

Answer 1

【答案】
（1）解：离地面40m时，座舱还在自由下落，铅球处于完全失重状态，手对铅球的托力为零．

答：手对铅球的托力为零；

（2）解：从开始自由落体直到下落高度h1=48m时速度为v1，则 =2gh1

对匀减速运动程，

联立解得a=17.1m/s2

当座舱落到离地面15m的位置时，N﹣mg=ma

解得N=mg+ma=136N

答：手要用136N的力才能托住铅球

【解析】（1）完全失重物体对接触面的压力为零，据此可解。
（2）先求解加速度，再根据牛顿第二定律求解。
【考点精析】利用超重失重对题目进行判断即可得到答案，需要熟知不管物体处于失重状态还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不等于物体本身的重力；超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重．