题目内容
(8分)某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验,实验装置如图1所示。将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上相对健康秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下。已知电动扶梯与水平方向夹角为37°。重力加速g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系,如图2所示。
(1)画出加速过程中实验员的受力示意图;
(2)求该次测量中实验员的质量m;
(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2。
(1)画出加速过程中实验员的受力示意图;
(2)求该次测量中实验员的质量m;
(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2。
(1)(2) (3)0.56 0.42
试题分析:(1)加速过程,加速度斜向右上方,分解后,既有水平向右的加速度,所以水平方向要有水平向右的摩擦力,又有竖直向上的加速度,所以支持力大于重力
(2)3-6s电梯匀速运动,实验员受力平衡
(2分)
(3)加速阶段,对加速度分解如下图
对竖直方向,根据牛顿第二定律
(1分)
m/s2 (1分)
同理减速时,根据牛顿第二定律
(1分)
(1分)
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