Question

某学习小组，为了研究电梯的运行情况。利用传感器进行实验。在竖直方向运行的电梯中，拉力的传感器下方悬挂一重物，电梯从某楼层由静止出发，到另一楼层停止，途中有一阶段做匀速直线运动。传感器的屏幕上显示出传感器受的拉力与时间的关系图像，如图所示。（重力加速度g=10m/s²）

（1）说明电梯在前2秒内加速度、速度怎么变化，并判定电梯是上行还是下行。

（2）求电梯运动中加速度的最大值。

（3）求全过程拉力对重物的冲量。

Answer 1

（1）加速度先增大再减小，由于加速度与速度方向始终相同，速度一直增大。

（2）

（3）88Ns

解析:

（1）在前2秒内拉力大于重力，且拉力F先增大后减小，由牛顿第二定律

 所以，加速度先增大再减小，由于加速度与速度方向始终相同，速度一直增大。   ………………3分

（2）由N – t图像，得：在2—9s的匀速运动阶段，

   ………………2分

重物质量：    ………………1分

加速上升的加速度最大时重物所受的拉力最大，  …………2分

对重物，由牛顿第二定律：   ………………3分

得最大加速度：   ………………1分

（3）全过程由动量定理得：I_拉-mgt=0      (3分)

I_拉=mgt=88Ns                      (1分)