题目内容

一个单摆挂在运动电梯中,发现单摆的周期变为电梯静止时周期的2倍,则电梯在这段时间内可能做
 
运动,其加速度的大小a=
 
分析:根据单摆周期公式判断周期增大时等效重力加速度的变化情况,然后根据牛顿第二定律确定加速度方向,分析电梯的运动状态.根据单摆的周期公式T=2π
L
g
和牛顿第二定律求解加速度a的大小.
解答:解:由题,单摆的周期变为电梯静止时周期的2倍时,由单摆的周期公式T=2π
L
g′
,可知,等效加速度g′减小,单摆所受的合力方向向下,根据牛顿第二定律得知,加速度向下,单摆处于失重状态,而速度方向可能向上,也可能向下,所以电梯可能的运动状态是可能是匀加速下降,也有可能是匀减速上升.
电梯静止时,单摆的周期 T=2π
L
g

而单摆在电梯匀加速下降或匀减速上升时,周期公式为:T′=2π
L
g-a

由题意:T′=2T
联立解得:a=
3
4
g

故答案为:匀加速下降或匀减速上升,
3g
4
点评:失重或超重状态取决于加速度的方向,而速度方向可能有两种,此题不能漏解.
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