质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10m/s2)
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升;
(3)升降机以5m/s2的加速度匀加速下降.
解:(1)升降机匀速上升时,体重计的读数F1=G=mg=600N;
(2)当升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时,以人为研究对象
根据牛顿第二定律得 F2-mg=ma1
代入解得 F2=840N
再牛顿第三定律得到人对体重计的压力大小等于F2=840N,即体重计的读数为840N.
(3)当升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时,以人为研究对象
根据牛顿第二定律得 mg-F3=ma3
代入解得 F3=300N
再牛顿第三定律得到体重计的读数为300N.
答:(1)升降机匀速上升时,体重计的读数为600N;
(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时,体重计的读数为840N;
(3)升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时,体重计的读数为300N.
分析:(1)体重计的读数显示人对体重计的压力大小.升降机匀速上升,体重计的读数等于人的重力.
(2)(3)以人为研究对象,根据牛顿第二定律求出体重计对人的支持力,再牛顿第三定律分析人对体重计的压力大小.
点评:本题是运用牛顿运动定律研究超重和失重现象,可以定性分析与定量计算结合研究.