
电梯为高层建筑住户的出行提供巨大方便,但电梯安全运行也非常重要,为了减小电梯坠落事故对人造成的伤害,某同学提出了如下模型。A为轿厢包括里面的人总质量为,轿厢与电梯井侧壁作用力忽略不计,轿厢底部与下方的轻弹簧顶端距离为
,弹簧底部固定在特殊材料B上,B的质量忽略不计,B与电梯井底部距离为d(d未知),B与侧壁的最大静摩擦力为f(f未知),且滑动摩擦力等于最大静摩擦力。轿厢从高处由静止自由落体,压缩弹簧。当人承受的加速度达到9g时,B恰好和侧壁发生滑动。重力加速度为
,弹簧始终在弹性限度内,劲度系数
,不计空气阻力,求:
(1)f的值;
(2)若已知弹簧弹性势能,(x为弹簧形变量),求轿厢的最大速度
;
(3)在第(2)问中,求B开始运动到B静止下来所需要的时间t;当B停止后,轿厢在特殊装置作用下,逐渐静止下来。若B不能与底部碰撞,求d的最小值。
【答案】(1)105N;(2)21m/s;(3);2m
【知识点】牛顿第二定律的简单应用、弹簧类问题机械能转化的问题
该题有详细解析可以查阅
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