Question

 (13分）作為一名畢生研究重力和黑洞的物理學(xué)家，幾乎完全癱瘓的英國(guó)科學(xué)家霍金于
2007年4月26日在美國(guó)佛羅里達(dá)州親自感受零重力狀態(tài)下的飛行。美國(guó)佛羅里達(dá)州太空旅游公司“零重力”公司管理人員介紹，霍金乘坐的“重力一號(hào)”飛機(jī)在佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心起飛，在升至約9780米高空后，讓其自由下落，以模擬一種無(wú)重力的環(huán)境，這個(gè)過(guò)程可經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)約24s的完全失重體驗(yàn),接下來(lái)飛機(jī)向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到降到距地面2100m處，豎直方向的速度減為零。試估計(jì)霍金在超重狀態(tài)所對(duì)座椅的豎直向下的壓力是重力的多少倍。（不考慮高度對(duì)重力加速度的影響，g取lOm/s²)

Answer 1

解：全過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段是自由落體運(yùn)動(dòng)，第二階段勻減速直線下落，直到減為零。

  第一階段：自由落體下落的高度為

                              （2分）

              （1分）

下落的末速度

       （2分）

第二階段做勻減速下落，設(shè)下落的加速度大小為  

下落的位移為：   （2分）

由速度位移公式得：                     （2分）

所以：            （1分）

對(duì)霍金受力分析得豎直方向受力為：             （2分）

由牛頓第三定律得，減速下落的過(guò)程中，霍金對(duì)座椅的豎直向下的壓力約為重力

的1.6倍。                                  （1分）