小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重...

问题详情：

小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动，到t＝11 s时停止运动，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，取g＝10 m/s2.

(1)计算小明在0～2 s内的加速度大小a1，并判断在这段时间内小明处于超重还是失重状态；

(2)求在10～11 s内台秤的示数F3；

(3)求小明运动的总位移x.

【回答】

 [解析]　(1)由题图可知，在0～2 s内，台秤对小明的支持力

F1＝450 N

根据牛顿第二定律有mg－F1＝ma1

解得a1＝1 m/s2

因支持力小于重力，故小明处于失重状态．

(2)设在10～11 s内小明的加速度为a3，时间t3＝1 s,0～2 s的时间t1＝2 s，则有a1t1＝a3t3

解得a3＝2 m/s2

根据牛顿第二定律有F3－mg＝ma3

解得F3＝600 N

(3)0～2 s内的位移为x1＝12a1t21＝2 m

2～10 s内的位移为x2＝a1t1t2＝16 m

10～11 s内的位移x3＝12a3t23＝1 m

故小明运动的总位移为x＝x1＋x2＋x3＝19 m.

[*]　(1)1 m/s2　失重　(2)600 N　(3)19 m

知识点：超重和失重

题型：计算题