Question

一位同學的家住在一座25層的高樓內(nèi)，他每天乘電梯上樓，經(jīng)過多次仔細觀察和反復測量，他發(fā)現(xiàn)電梯啟動后的運動速度符合如圖所示的規(guī)律，他就根據(jù)這一特點在電梯內(nèi)用臺秤、重物和停表測量這座樓房的高度．他將臺秤放在電梯內(nèi)，將重物放在臺秤的托盤上，電梯從第一層開始啟動，經(jīng)過不間斷地運行，最后停在最高層．在整個過程中，他記錄了臺秤的不同時段內(nèi)的示數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)如表所示．但由于0～3.0s段的時間太短，他沒有來得及將臺秤的示數(shù)記錄下來．假設(shè)在每個時間段內(nèi)臺秤的示數(shù)是穩(wěn)定的，重力加速度g取l0m/s²．

時間/s	電梯啟動前	0～3.0	3.0～13.0	13.0～19.0	19.0以后
臺秤示數(shù)/kg	5.0	5.8	5.0	4.6	5.0

（1）電梯在0～3.0s時間段內(nèi)臺秤的示數(shù)應該是多少？
（2）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，計算該座樓房每一層的平均高度．

Answer 1

分析：（1）由表格的數(shù)據(jù)可以知道13s～19s內(nèi)，臺秤對人的支持力，由此可以求得加速度，進而由圖象計算可知人的最大速度．
由圖象得到0～3s內(nèi)加速度，進而應用牛頓第二定律求得此時間內(nèi)的支持力，等于臺秤的示數(shù)
（2）由由v-t圖象的面積表示位移，求出0～19s內(nèi)位移，除以總層數(shù)就是每層高度

解答：解：（1）臺秤示數(shù)即為人對臺秤的壓力，其大小等于臺秤對人的支持力，故在13s～19s內(nèi)，
a1=

mg-N

m

=0.8m/s²
最大速度：v_m=a₁t=4.8m/s
由圖象可以知道：0～3s內(nèi)加速度為：a2=

vm

t

=

4.8

3

=1.6m/s²
秤對人的支持力為N，又由牛頓第二定律：
 N-mg=ma₂
解得：N=mg+ma₂=5×（10+1.6）=58N
由牛頓第三定律知，人對稱的壓力為58N，為5.8kg
（2）由v-t圖象的面積表示位移，則0～19s內(nèi)位移：x=

(10+19)×4.8

2

=69.6m
每層樓高：
h=

x

24

=

69.6

24

=2.9m
答：
（1）電梯啟動后上升過程中，0～3.0s內(nèi)臺秤的讀數(shù)5.8kg；
（2）該座樓房每一層的平均高度2.9m

點評：重點一：對表格的識別，要能通過表格知道，臺秤的示數(shù)就等于稱對人的支持力．重點二：要會對v-t圖象的性質(zhì)熟練應用，其內(nèi)容包括，起點，交點，斜率，面積表示位移等．