Question

（8分）在一次太空知識講座中，老師讓同學(xué)們做一個實驗：用彈簧測力計豎直懸掛一個重物，分別使重物處于靜止和勻速下降，再讓其回事下降．同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，重物在靜止和勻速下降時，彈簧測力計的示數(shù)相同﹣﹣就等于物體所受的重力；而加速下降時，卻看到彈簧測力計的示數(shù)明顯減小，好像物體的重力突然間減小了．

老師解釋說：“這在物理學(xué)上稱為失重現(xiàn)象，失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉力小于物體實際所受重力的現(xiàn)象．如當(dāng)人們乘電梯加速下降時，人對電梯地面壓力就小于人受到的重力”．小勇在老師指導(dǎo)下到電梯內(nèi)做失重實驗，如圖甲．他將一個體重秤放在電梯水平地面上，然后站上秤臺．如圖乙所示．在電梯向下運動的過程中，他記錄下體重秤在不同時間段的示數(shù)及對應(yīng)的時間，描繪出了體重秤的示數(shù)隨時間t的變化圖象如圖丙所示．已知小勇的實際質(zhì)量為60kg．

（1）求電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力．

（2）若電梯在10s內(nèi)下降的距離為18m，求電梯這段運動時間內(nèi)的平均速度．

（3）根據(jù)圖丙分析，小勇在哪段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)？求此時他對秤臺的壓力．

（4）若下降中體重秤示數(shù)為零，即說明他對體重秤壓力為零，我們稱這種現(xiàn)象為完全失重．如果物體所受合力的大小與物體質(zhì)量關(guān)系為F合=ma，其中a稱為加速度，單位為N/kg．請計算小勇完全失重時加速度a的大�。�

 

Answer 1

(1）電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力為600N；

（2）電梯這段運動時間內(nèi)的平均速度為1.8m/s；

（3）根據(jù)圖丙分析，小勇在0～t1階段處于失重狀態(tài)；此時他對秤臺的壓力為450N．

（4）小勇完全失重時加速度a的大小為10N/kg．

【解析】

試題分析：（1）求電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；

（2）電梯這段運動時間內(nèi)的平均速度；

（3）已知小勇的實際質(zhì)量為60kg．由圖象可知，在0～t1階段，小勇的質(zhì)量為45kg，此時處于失重狀態(tài)，

對秤臺的壓力等于其重力，F(xiàn)′=G′=m′g=45kg×10N/kg=450N；

（4）小勇受到的合力F合=G﹣FN，當(dāng)小勇完全失重時，F(xiàn)N=0，由F合=G=ma，．

答：（1）電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力為600N；（2）電梯這段運動時間內(nèi)的平均速度為1.8m/s；

（3）根據(jù)圖丙分析，小勇在0～t1階段處于失重狀態(tài)；此時他對秤臺的壓力為450N．

（4）小勇完全失重時加速度a的大小為10N/kg．

考點： 壓力和重力的區(qū)別，速度的計算