Question

“蹦極”是一種近年流行的能使人獲得強(qiáng)烈超重、失重感覺的非�！按碳ぁ钡捏@險(xiǎn)娛樂運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目：人處在離水面上方十層樓的高處（如懸崖邊、大橋上、傘塔頂?shù)龋┯孟鹌�彈性繩拴住身體，讓人自由落下，落到一定位置時(shí)彈性繩拉緊.為簡化起見，設(shè)人體立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，到接近水面時(shí)剛好減速為零，然后再反彈.已知某勇敢者頭戴重50 N 的頭盔，開始下落的高度為76 m，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使人落到離水面28 m時(shí)彈性繩才繃緊，則當(dāng)他落到離水面高度50 m左右位置時(shí)，戴著頭盔的頭部感覺如何？當(dāng)他落到離水面15 m左右的位置時(shí)（頭朝下腳朝上），其頸部要用多大的力才能拉住頭盔？

Answer 1

解析：當(dāng)此勇敢者下落到離水面50 m左右高度時(shí)，他正處在自由下落狀態(tài)，即a=g.因此，這個(gè)人以及他身上的裝備都正處于完全失重狀態(tài)，即此人戴著頭盔的頭部既不感到頭盔有向下的拉力，也不感到有向上的壓力.

由題設(shè)條件可知，在人下落h=76 m-28 m=48 m時(shí)，彈性繩開始繃緊產(chǎn)生彈力并立即使人做勻減速運(yùn)動(dòng)，在繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)28 m后速度減為零，因此我們可以求出此過程中人的加速度.

人自由下落h=48 m時(shí)的速度為

v== m/s= m/s

設(shè)彈性繩繃緊后產(chǎn)生的加速度大小為a，則由勻變速運(yùn)動(dòng)速度—位移公式得

a== m/s²≈17 m/s²

在此過程中，對(duì)頭盔由牛頓第二定律有

F-mg=ma

F=mg+ma=（50+×17） N=135 N

F即為人的頸部對(duì)頭盔向上的拉力.

答案：完全失重  135 N