问题
计算题
一同学住在21层高楼的顶楼。他想研究一下电梯上升的运动过程。某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为4kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上,电梯从第l层开始启动,一直运动到第21层才停下。在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示。
时间/s | 台秤示数/N |
电梯启动前 | 40.0 |
0~3.0 | 48.0 |
3.0~12.0 | 40.0 |
12.0~18.0 | 36.0 |
18.0末 | 40.0 |
![](https://img.ixiawen.com/uploadfile/2017/0511/20170511120736421.png)
(1)电梯在最初加速阶段的加速度大小a1
(2)最后减速阶段的加速度大小a2;
(3)电梯在中间阶段上升的速度大小v;
(4)该楼房平均每层楼的高度 h.
答案
(1) (2)
(3)6m/s (4)4.05m
题目分析:(1)根据表格可得,电梯启动前台秤示数为40.0N,重物质量为m="4kg" ,0~3.0s阶段台秤支持力,根据牛顿第二定律有
,解得
;
(2)最后减速阶段台秤支持力,根据牛顿第二定律有
,解得
;
(3)电梯在中间阶段上升的速度大小为加速阶段的末速度,;
(4)整个过程分成三段:
加速阶段;
匀速阶段;
减速阶段;
楼高
电梯上升的层数为20层,则每层高度
点评:此类问题一般要弄清各个过程,分析每个过程的受力情况和运动情况,逐段求解。