解题思路:(1)根据自由落体运动的位移公式和速度公式求解.
(2)根据匀变速运动的速度和位移的关系公式求解.
(3)根据牛顿第二定律,座椅的弹力和重力的合力提供加速度,列式求解.
(1)根据自由落体运动的位移公式得
霍金自由下落30s的位移
x=
1
2gt2=4500m
根据自由落体运动的速度公式得
v=gt=300m/s
(2)根据匀变速运动的速度和位移的关系公式vt2−v02=2ax有
0-v2=2ah
故减速过程中的加速度为
a=-37.5m/s2
(3)根据牛顿第二定律,座椅的弹力和重力的合力提供加速度,
mg-FN=ma
故减速过程中座椅对霍金的弹力为
FN=mg-ma=4.75mg
答:(1)霍金在失重的30s内下落的高度为4500m,下落30s时的速度为300m/s;
(2)飞机在减速过程中的加速度37.5m/s2;
(3)飞机在减速过程中,座椅对霍金的弹力是他重力的4.75倍.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;自由落体运动.
考点点评: 本题是牛顿定律和运动学规律的综合应用,要抓住两个过程的联系:速度关系和位移关系.