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牛顿运动定律的应用
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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
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
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
根据表格中的数据(g=l0m/s
2
),求:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度大小a
1
(2)最后减速阶段的加速度大小a
2
;
(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)由表格数据得到人的重力为40N,故质量为4kg;
0~3.0s,电梯加速上升,根据牛顿第二定律,有:
F-mg=ma
1
解得
a
1
=
F
m
-g
=
48
4
-10=2m/
s
2
(2)12.0s~18.0s,电梯减速上升,根据牛顿第二定律,有:
mg-F=ma
2
解得
a
2
=
40-36
4
=1m/
s
2
(3)匀速速度等于加速过程末速度,为:v=a
1
t
1
=2×3=6m/s;
(4)加速位移:h
1
=
v
2
t
1
=9m
;
匀速位移:h
2
=vt
2
=6×(12-3)=54m;
减速位移:h
3
=
v
2
t
3
=
6
2
×(18-12)=18m
;
故总位移为:h=9+54+18=81m
每层楼高:
△h=
81m
20
=4.05m
答:(1)电梯在最初加速阶段的加速度大小为2m/s
2
;
(2)最后减速阶段的加速度大小为1m/s
2
;
(3)电梯在中间阶段上升的速度大小为6m/s;
(4)该楼房平均每层楼的高度为4.05m.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“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…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/348967.html
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