我国第∞一高楼“上海中心大厦”的建筑高度是632米,为了避免台风◆来临时大厦上部剧烈晃动

20、(2021·贵州安顺·T22)我国第一高楼“上海中心大厦”的建筑高度是632米,为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动,大厦¤上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统,如图甲所示。
阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端,阻尼器类似一个质量巨大的金属『摆,其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动,触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动(如图丙所示)。阻尼器不停的往█复摆动,使大厦上部晃动逐渐减弱,这样就不断吸收大厦晃动的能量。
请回答下列问题
(1)若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m,乘坐高速电梯从底层到125层用时58s,则这一过程电梯的√平均速度是多少?
(2)若阻尼〖器系统的质量是106kg,则它受到的重力是多少?(取g=10N/kg)
(3)图丙中,大厦刚开始向左晃动时,内部的阻尼器为什么会相对向右摆动?
(4)阻尼器吸收的能量不断增加,从安◣全角度考虑,设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大,若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈,结合电磁感应知ぷ识,你认为还缺少的器件是什么?请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
 
20、【答案】(1)10m/s;(2)107N;(3)见解析;(4)磁铁;见解析
解析
解:(1)电梯的平均速度

这一过程电梯的平均△速度是10m/s。
(2)阻尼器系统的重力
G=mg=106kg×10N/kg=107N
即阻尼器系统受到的重力是107N。
(3)大厦刚开始向左晃动时,阻尼器由于惯性要保持原来的运动状态,因此会相对大厦向右摆动。
(4)闭合线圈切割磁感线,将机械能转化为电能,机械能减小,因此需将闭合线圈置于磁场中,故还需磁铁。
闭合线圈切割磁感线,将机械能转化为电能,机械能减小,即动能减小,质量一定时,阻尼器速度减小。
答:(1)这一过程电梯的平均速度是10m/s;
(2)阻尼器系统受到的重力是107N;
(3)详见解析
(4)还缺少的器件是磁铁;详见解析
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