一质量m=40kg的小孩站在竖直电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始启动,在0到7s内体重计示数F的变化如图所示.试问:
(1)小孩乘电梯是上楼还是下楼?简述理由;
(2)在这段时间内电梯运动的距离是多少?取g=10m/s2.
网友回答
解:(1)由图可知,开始的2s时间内体重计的示数F=360N小于其重力(mg=400N),即处于失重状态,说明电梯是竖直向下加速的.所以是下楼.?
(2)由牛顿第二定律得:0~2s时间内有??mg-F1=ma1???
代入数据解之得??a1=1m/s2???????
由公式得,
电梯加速位移为:x1==2m????
由公式v=at得:
开始匀速运动的速度为:v1==2m/s????
2s~5s时间内因F2=mg,所以电梯以v1做匀速直线运动,
位移为:x2=v1t2=6m??
5s~7s时间内因F3>mg,所以电梯做向下的匀减速运动,
由牛顿第二定律得:F3-mg=ma3???
代入数据解之得??a3=1m/s2?????
由公式得;
减速运动的位移为:x3=v1t3-=2m???
这段时间内电梯下降的距离X=x1+x2+x3=10m???
答:(1)下楼
(2)在这段时间内电梯运动的距离是10m.
解析分析:(1)根据图象判断开始2s内加速的方向即可;
(2)由图象知电梯运动分三段先加速后匀速最后减速,利用运动学公式分别求出三段位移求和.
点评:本题要能从图象中看出力的变化规律,受力分析后得出物体的运动规律,结合运动学公式求解,必要时可以画出运动草图