Question

（10分）游樂園的小型“摩天輪”上對稱站著質量均為m的8位同學，如圖所示，“摩天輪”在豎直平面內逆時針勻速轉動，若某時刻轉到頂點a上的甲同學讓一小重物做自由落體運動，并立即通知下面的同學接住，結果重物掉落時正處在c處（如圖）的乙同學恰好在第一次到達最低點b處接到，己知“摩天輪”半徑為R，重力加速度為g，（不計人和吊籃的大小及重物的質量）．問：

（1）接住前重物下落運動的時間t=?
（2）人和吊籃隨“摩天輪”運動的線速度大小v=?
（3）乙同學在最低點處對地板的壓力F_N=?

Answer 1

（1）（2）（3）F_N＝(1+)mg

試題分析：（1）重物做自由落體運動，由運動學公式知
解得：
（2）人和吊籃隨“摩天輪”運動的線速度為
（3）設支持力為F，由牛頓第二定律得：F-mg=m
解得
由牛頓第三定律得人對地板的壓力F_N＝(1+)mg