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12.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FN-t),如图所示,则

(1)电梯在启动阶段经历了4s加速上升过程;
(2)电梯的最大加速度是多少?(g取10m/s2

分析 (1)电梯在启动阶段做加速运动,处于超重状态,由图读出启动的时间.
(2)当重物的合力最大时,加速度最大,此时重物对台秤的压力最大.由图可知:4-18s内电梯做匀速直线运动,压力大小等于重力,求出质量.当压力N=50N时,重物的合力最大,由牛顿第二定律求出最大加速度.

解答 解:(1)在0-4s内重物对台秤的压力大于重力,由牛顿第二定律得加速度方向向上,电梯加速上升,即电梯在启动阶段约经历了4s的加速上升过程.
(2)4-18s内电梯匀速上升,则知 mg=30N,得 m=3kg
在0-4s内,重物对台秤的最大压力 Nm=50N,由牛顿第二定律有:
  Nm-mg=mam,解得:最大加速度 am=$\frac{{N}_{m}-mg}{m}$=$\frac{50-30}{3}$m/s2=6.7m/s2
故答案为:(1)4.(2)电梯的最大加速度是6.7m/s2

点评 本题考查读图的能力,关键抓住产生超重和失重现象时,重物对台秤的压力与重力的关系.运用牛顿第二定律研究.

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