问题
计算题
质量为60 kg的人,站在升降机中的体重计上,升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10 m/s2)
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以4m/s2的加速度加速上升;
(3)升降机以5m/s2的加速度加速下降。
答案
解:体重计的读数即人对体重计压力的大小,因而分析人的受力情况,求出体重计对人的支持力FN,然后再由牛顿第三定律,即可得出体重计的读数,人站在升降机的体重计上受力情况如图所示
(1)当升降机匀速上升时,a=0
由牛顿第二定律知,FN-mg=0
所以FN=mg=600 N
由牛顿第三定律,人对体重计的压力,即体重计的示数为600N
(2)当升降机以4m/s2的加速度加速上升时,有:FN-mg=ma
所以FN=m(g+a)=60×(10+4)N=840 N
由牛顿第三定律,人对体重计的压力,即体重计的示数为840 N(超重状态)
(3)当升降机以5m/s2的加速度加速下降时,此时a的方向向下,有:mg-FN=ma
所以FN=m(g-a)= 60×(10-5)N=300N
由牛顿第三定律,人对体重计的压力,即体重计的示数为300N(失重状态)