Question

【題目】某航空公司的一架客機，在正常航線上作水平飛行時，由于突然受到強大垂直氣流的作用，使飛機在10ｓ內高度下降1700ｍ造成眾多乘客和機組人員的傷害事故，如果只研究飛機在豎直方向上的運動，且假定這一運動是勻變速直線運動．試計算：

（1）飛機在豎直方向上產生的加速度多大?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?

（注：飛機上乘客所系的安全帶是固定連結在飛機座椅和乘客腰部的較寬的帶子，它使乘客與飛機座椅連為一體）

Answer 1

【答案】（1）34ｍ／ｓ２，方向豎直向下（2）2．4（倍）（3）人對飛機將向上運動，會使頭部受到嚴重傷害

【解析】（1）飛機原先是水平飛行的，由于垂直氣流的作用，飛機在豎直方向上的運動可看成初速度為零的勻加速直線運動，根據　h=at2，得 ，代入h=1700m，t=10s，得： ，方向豎直向下．

（2）飛機在向下做加速運動的過程中，若乘客已系好安全帶，使機上乘客產生加速度的力是向下重力和安全帶拉力的合力．設乘客質量為m，安全帶提供的豎直向下拉力為F，根據牛頓第二定律：F+mg=ma

得安全帶拉力：F=m（a-g）=m（34-10）N=24m（N），

∴安全帶提供的拉力相當于乘客體重的倍數（倍）．

（3）若乘客未系安全帶，飛機向下的加速度為34m/s2，人向下加速度為10m/s2，飛機向下的加速度大于人的加速度，所以人對飛機將向上運動，會使頭部受到嚴重傷害．