Question

5．據(jù)報道，某航空公司的一架客機(jī)，在正常航線上做水平飛行時，突然受到強大的垂直氣流的作用，使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度為1800m，造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故，如果只研究在豎直方向上的運動，且假設(shè)這一運動是勻變速直線運動，試計算：
（1）飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大？方向怎樣？
（2）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重多少倍的豎直拉力，才能使乘客不脫離座椅？（g取10m/s²）
（3）未系安全帶的乘客，相對于機(jī)艙將向什么方向運動？最可能受到傷害的是人體的什么部位？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出飛機(jī)在豎直方向上運動的加速度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出安全帶的拉力大�。�
（3）結(jié)合乘客相對于機(jī)艙的運動規(guī)律，確定受傷的可能部位．

解答 解：（1）根據(jù)$h=\frac{1}{2}a{t}^{2}$得，a=$\frac{2h}{{t}^{2}}=\frac{2×1800}{100}m/{s}^{2}=36m/{s}^{2}$，方向豎直向下．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)+mg=ma，
F=m（a-g）=2.6mg，
即安全帶必須提供的拉力相當(dāng)于乘客體重的2.6倍．
（3）未系安全帶，他相對于機(jī)艙向上運動，使頭部受到傷害．
答：（1）飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度為36m/s²，方向豎直向下．
（2）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重2.6倍的豎直拉力，才能使乘客不脫離座椅．
（3）未系安全帶的乘客，相對于機(jī)艙將向上運動，最可能受到傷害的是人體的頭部．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁，基礎(chǔ)題．