问题 问答题

一电梯,启动后匀加速上升,加速度为2m/s2,制动后匀减速上升,加速度大小为1m/s2,楼高54m.

(1)若上升的最大速度为6m/s,电梯上升到楼顶的时间是多少?

(2)如果电梯先加速上升,然后匀速上升最后减速上升至停止,全程共用时间为16.5s,上升的最大速度是多少?

(3)请用速度-时间图象描述第(2)问中的电梯的运动过程.

答案

(1)电梯加速上升阶段:

时间t1=

v
a
=
6
2
s=3s

上升高度x1=

v2
2a
=
36
2×2
m=9m

电梯减速上升阶段:

时间t2=

v
a
=
6
1
s=6s

上升高度x1=

v2
2a
=
36
2×1
m=18m

电梯匀速上升的高度x3=54-9-18=27m

匀速上升时间t3=

x3
v
=
27
6
s=4.5s

电梯上升的总时间:t=t1+t2+t3=3s+6s+4.5s=13.5s

即电梯上升到楼顶的时间是13.5s.

(2)由上述分析可知:

加速阶段:x1=

v2
2a1
=
v2
4
,时间t1=
v
a1
=
v
2

减速阶段:x1=

v2
2a2
=
v2
2
,时间t2=
v
a2
=
v
1
=v

匀速阶段:x3=v(t-t1-t2)=v(t-

v
2
-v)=v(t-
3v
2
)

电梯上升的总高度:x=x1+x2+x3=

v2
4
+
v2
2
+v(t-
3v
2
)

代入数值:54=

v2
4
+
v2
2
+v(16.5-
3v
2
)

整理后:v2-22v+72=0

解得结果:v1=4m/s,v2=13m/s(舍去)  

即电梯上升的最大速度是4m/s.                          

(3)速度图象如图所示

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问答题