Question

18．小明同學(xué)坐豎直升降的電梯從一樓到六樓時(shí)，感覺剛上升時(shí)有一種向下沉的感覺，快到六樓時(shí)卻有一種向上拋的感覺；而從六樓到一樓時(shí)，剛開始向下時(shí)也有一種向上拋的感覺，快到一樓時(shí)又有一種向下沉的感覺．小明對此產(chǎn)生了興趣，覺得這種感覺應(yīng)該與人對電梯地板的壓力有關(guān)．于是他找來了一只彈簧秤和一塊鐵塊來做實(shí)驗(yàn)．他把彈簧秤固定在電梯的天花板上，再把鐵塊掛在彈簧秤上，如圖1所示．當(dāng)電梯靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為10牛，然后他開始研究電梯整個(gè)上升過程中彈簧秤的示數(shù)變化，每隔1秒記錄一次數(shù)據(jù)，如表一所示，并畫出了彈簧秤示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖線（如圖2甲圖）．從甲圖中小明領(lǐng)悟到了向下沉的感覺是人對地板的壓力在增大，向上拋的感覺是人對地板的壓力在減小．接著他又開始研究電梯整個(gè)下降過程中彈簧秤的示數(shù)變化，記錄數(shù)據(jù)如表二所示．
表一  一樓到六樓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

時(shí)間t（秒）	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
彈簧秤的 示數(shù)F（牛）	10	11.5	11.0	10.5	10.0	10.0	10.0	10.0	9.5	9.0	8.5	10.0

表二  六樓到一樓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

時(shí)間t（秒）	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
彈簧秤的 示數(shù)F（牛）	10	8.5	9.0	9.5	10.0	10.0	10.0	10.0	10.5	11.0	11.5	10.0

請分析回答下列問題：
（1）根據(jù)表二數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D2乙圖中畫出電梯在整個(gè)下降過程中彈簧秤示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖線．
（2）該鐵塊的質(zhì)量是1千克（g取10牛/千克）．當(dāng)電梯剛上升或下降時(shí)，彈簧秤示數(shù)發(fā)生變化的原因是鐵塊具有慣性．
（3）小明同學(xué)認(rèn)為彈簧秤示數(shù)變大時(shí)電梯在上升，變小時(shí)電梯在下降，你認(rèn)為他的觀點(diǎn)對嗎？不對．
（4）僅從彈簧秤示數(shù)的變化如何來判斷電梯在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中是在上升還是在下降？若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖形的關(guān)鍵是制定符合條件的坐標(biāo)系，然后找出由橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)確定的對應(yīng)點(diǎn)，連線得到圖形．
（2）重力與質(zhì)量的關(guān)系是G=mg；一切物體都有慣性，慣性是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)；
（3）（4）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，電梯上升和下降過程都可能使彈簧秤的示數(shù)變大或變�。�

解答 解：（1）電梯在整個(gè)下降過程中彈簧秤示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖線如下圖：

（2）由G=mg可得，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg；
當(dāng)電梯剛上升或下降時(shí)，鐵塊由于慣性，還要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以彈簧秤的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化．
（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電梯在上升過程中，彈簧秤的示數(shù)可能大于或小于物體的重力；電梯下降過程中，彈簧秤的示數(shù)可能大于或小于物體的重力，所以小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的；
（4）電梯剛開始上升時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大于重力，當(dāng)接近勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則示數(shù)接近本身的重力；所以若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；
電梯剛開始下降時(shí)，彈簧秤的示數(shù)會(huì)小于重力，當(dāng)接近勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則示數(shù)接近于本身的重力，所以若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．
故答案為：（1）見上圖；（2）1；慣；（3）不對；（4）若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．

點(diǎn)評 解決此類實(shí)驗(yàn)探究題的關(guān)鍵是認(rèn)真審題，解答時(shí)，注意聯(lián)系實(shí)際及涉及到的知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，并能應(yīng)用結(jié)論來接近實(shí)際的問題．