问题 问答题

如图是某人在一次乘电梯向上运动的v-t图象.已知g=10m/s2,请根据图象回答下列问题.

(1)请简要描述整个运动的加速度情况;

(2)请计算整个运动的总位移有多大;

(3)在电梯运动过程中,将体重计放在电梯的水平地板上,人站在体重计上不动.已知人的质量是50kg,那么,在0~3s内体重计的示数应该是多少;

(4)若在第3s末,人从距电梯地板1.8m处自由释放一个小钢球,试计算小钢球经多长时间落到电梯的地板上.

答案

(1)速度图象的斜率等于物体的加速度,

故由速度图象可知物体在0~3s内做加速度a1=

v1
t1
=
3
3
=1m/s2

故物体在0~3s内做初速度为0加速度为1m/s2有加速直线运动.

物体在3s~8s内速度保持不变,即做做匀速直线运动;

物体在8s~10s内做加速度a2=

△ v2
t2
=
-3
2
=-1.5m/s2

负号表示物体做匀减速直线运动.

(2)由于速度v>0,故人始终向上运动,

根据速度时间图象与时间轴围成的面积等于物体的位移,可知整个运动的总位移

x=

1
2
(5+10)×3=
1
2
×(5+10)×3=22.5m

(3)在0~3s对人进行受力分析如图:

据牛顿第二定律,有:

N-mg=ma1

故人所受的支持力为

N=mg+ma1=550N,

故体重计示数为

N
g
=
550
g
=55kg.

(4)方法一:因球开始下落前球与电梯具有相同的速度,即小球相对于电梯静止,而小球开始下落后由于电梯仍做匀速直线运动,

所以以电梯做为参照系小钢球仍可看成自由落体运动.

由h=

1
2
gt2

解得:t=0.6s

所以,小钢球经过0.6s落到电梯的地板上.

方法二:小球由静止释放后小相对于地面做竖直上抛运动,而电梯仍做匀速直线运动.

以小球为研究对象,则小球相对于地面的位移

x1=v0t-

1
2
gt2

以电梯为研究对象,则电梯相对于地面的位移

x2=v0t

小球相对于电梯的位移

x=x2-x1=

1
2
gt2=1.8

解得t=0.6s

故小球经过0.6s落到电梯的地板上.

问答题 简答题
单项选择题