问题补充:
物理兴趣小组活动中,小红提出如下问题:“电梯上升过程中有什么运动规律?”小明同学决定通过实验来探究这一问题.
小明选择了台秤、钩码和停表等仪器进行实验,经过多次仔细的观察和测量,他探究出了电梯上升过程中速度随时间的变化规律(v-t图象),如图所示.
下面是小明的某次实验情况:他将台秤水平放置在电梯内,并把一质量m=0.5kg的钩码放在台秤的托盘上,电梯从第一层开始启动经过不间断地运行,最后停在最高层.在整个过程中,他记录下了台秤在不同时间段内的示数,记录的数据如下表所示,但由于疏忽,小明没有记录下13.0~19.0s?时间段内台秤的示数.请通过分析或计算解答下列问题:(设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2.)
(1)请你根据v-t图象及表格中的数据,判断在0~3.0s、3.0~13.0s、13.0~19.0s时间段内,电梯内的钩码所处的超、失重状态,并将判断的结果填入表格内相应的位置.
(2)在0~3.0s内,钩码的加速度大小是多少?
(3)v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是多少?
(4)电梯在13.0~19.0s?时间段内台秤的示数应该是多少?
时间(s)台秤示数(N)钩码超、失重判断电梯启动前5.00~3.05.83.0~13.05.013.0~19.0?19.0以后5.0
答案:
解:(1)0-3S加速度向上,钩码处于超重状态;
3-13S匀速运动,钩码不超重也不失重;
13-19S物体具有向下的加速度,钩码处于失重状态;
(2)0-3S内支持力为N=5.8N,由牛顿第二定律知a==1.6m/s2.
(3)匀速运动的速度V=at=1.6×3=4.8m/s
(4)13-19S内加速度为a′,支持力为N′,由V-T图象知:
at1=a′(t3-t2),所以a′==0.8m/s2.
由mg-N2=ma′知N2=0.5×(10-0.8)=4.6N
由牛顿第三定律知13-19S时间段内台秤示数为4.6N
答:(1)0-3s加速度向上,钩码处于超重状态;
3-13s匀速运动,钩码不超重也不失重;
13-19s物体具有向下的加速度,钩码处于失重状态;
(2)在0~3.0s内,钩码的加速度大小是1.6m/s2.
(3)v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是4.8m/s
(4)电梯在13.0~19.0s 时间段内台秤的示数应该是4.6N.
解析分析:(1)根据速度时间图象分析各时间段的运动情况
(2)由图象得到0~3s内加速度大小,
(3)由由v-t图象知匀速运动的速度大小
(4)由速度时间图象知道13s~19s内的加速度,根据牛顿第二定律求示数.
点评:重点一:对表格的识别,要能通过表格知道,台秤的示数就等于称对人的支持力.重点二:要会对v-t图象的性质熟练应用,其内容包括,起点,交点,斜率,面积表示位移等.
物理兴趣小组活动中 小红提出如下问题:“电梯上升过程中有什么运动规律?”小明同学决定通过实验来探究这一问题.小明选择了台秤 钩码和停表等仪器进行实验 经过多次仔细的观