摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯,行程超過(guò)百米。電梯的簡(jiǎn)化模型如圖1所示?紤]安全、舒適、省時(shí)等因素,電梯的加速度a隨時(shí)間t變化的。已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升,a-t圖如圖2所示。電梯總質(zhì)量m=2.0´103kg。忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)類(lèi)比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書(shū)中講解由v-t圖像求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法,對(duì)比加速度和速度的定義,根據(jù)圖2所示a-t圖像,求電梯在第1s內(nèi)速度改變量Dv1和第2s的速率v2;
(3)求電梯以最大速率上升時(shí),拉力做功的功率P;再求在0-11s時(shí)間內(nèi),拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W。
(1)F1=2.2´104N,F(xiàn)2=1.8´104N,(2)Dv2=1.50m/s,v2=1.50m/s,(3)1.0´105J
【解析】
試題分析:
(1)由牛頓第二定律,有F-mg=ma,由a-t圖像知F1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2,F(xiàn)1=mg+ma1=2.2´104N,F(xiàn)2=mg+ma2=1.8´104N,
(2)類(lèi)比可得,所求速度變化等于第1s內(nèi)a-t圖線下的面積Dv1=0.50m/s,同理Dv2=1.50m/s,v2=1.50m/s,
(3)由a-t圖線知,11s-30s內(nèi)速率最大,其值等于0-11s內(nèi)a-t圖線下的面積,有vm=10m/s,此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng),拉力F等于重力mg,所求功率P=Fvm=2.0´105W,由動(dòng)能定理,總功W=Ek2-Ek1=mvm2-0=1.0´105J,
考點(diǎn):考查了牛頓第二定律以及動(dòng)能定理的應(yīng)用
點(diǎn)評(píng):對(duì)于信息題目,一定要體會(huì)圖像中的信息,然后運(yùn)用牛頓定律以及動(dòng)能定理解題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源:2012年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砭C物理(北京卷帶解析) 題型:計(jì)算題
(18分)摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯,行程超過(guò)百米。電梯的簡(jiǎn)化模型如1所示?紤]安全、舒適、省時(shí)等因索,電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的。已知電梯在t = 0時(shí)由靜止開(kāi)始上升,a - t圖像如圖2所示。電梯總質(zhì)最m = 2.0× kg。忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)類(lèi)比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書(shū)中講解了由v - t圖像求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法,對(duì)比加速度的和速度的定義,根據(jù)圖2所示a - t圖像,求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量△v1和第2s末的速率v2;
(3)求電梯以最大速率上升時(shí),拉力做功的功率p:再求在0~11s時(shí)間內(nèi),拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W。
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科目:高中物理 來(lái)源:2013屆浙江省紹興市第一中學(xué)高三上學(xué)期階段性考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題
摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯,行程超過(guò)百米.電梯的簡(jiǎn)化模型如圖甲所示?紤]安全、舒適、省時(shí)等因素,電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的,已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升,a─t圖像如圖乙所示.電梯總質(zhì)量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度,求:
(1)求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)類(lèi)比是一種常用的研究方法.對(duì)于直線運(yùn)動(dòng),教科書(shū)中講解了由υ─t圖像求位移的方法.請(qǐng)你借鑒此方法,對(duì)比加速度和速度的定義,根據(jù)圖乙所示a─t圖像,求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量Δυ1和第2s末的速率;
(3)試定性地畫(huà)出該過(guò)程的v-t圖象。
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