Question

載人飛船在起飛階段，宇航員的血液處于超重狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生黑視，甚至危及生命，
（1）假設(shè)飛船起飛時(shí)的加速度大小a=6g，方向豎直向上，宇航員景海鵬躺在飛船內(nèi)的水平躺椅上，則躺椅對(duì)他的作用力約為他體重的多少倍？
（2）為使宇航員適應(yīng)（1）中的情況，必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的適應(yīng)性訓(xùn)練．若訓(xùn)練時(shí)宇航員乘坐的轉(zhuǎn)椅在豎直平面內(nèi)做半徑R=13.5m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)椅每分鐘至少應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈？（已知π²≈g）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律得出躺椅對(duì)宇航員的作用力是重力的倍數(shù)．
（2）根據(jù)座椅運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)宇航員的支持力最大，結(jié)合在最低點(diǎn)，合力提供向心力求出轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)速．

解答：解：（1）設(shè)宇航員質(zhì)量m．所受支持力F
F-mg=ma
解得

F

mg

=7；
（2）當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)支持力最大
有：F-mg=mRω²
ω=2πn
解得轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)速n=

1

3

r/s=20r/min．
答：（1）躺椅對(duì)他的作用力約為他體重的7倍．
（2）轉(zhuǎn)椅每分鐘至少應(yīng)轉(zhuǎn)20圈．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了牛頓第二定律的基本運(yùn)用，當(dāng)座椅做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，知道向心力的來(lái)源．