如图所示,在升降机中挂一个弹簧,弹簧下面吊一个小球.当升降机静止时,弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm,若弹簧质量不计,则升降机的运动情况可能是(  )A. 以1m/s2的加速度加速下降B. 以4.9m/s2的加速度减速下降C. 以1m/s2的加速度加速上升D. 以4.9m/s2的加速度加速下降

问题描述:

如图所示,在升降机中挂一个弹簧,弹簧下面吊一个小球.当升降机静止时,弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm,若弹簧质量不计,则升降机的运动情况可能是(  )
A. 以1m/s2的加速度加速下降
B. 以4.9m/s2的加速度减速下降
C. 以1m/s2的加速度加速上升
D. 以4.9m/s2的加速度加速下降

设小球的质量为m,弹簧的劲度系数为k.
静止时,mg=kx1
当弹簧伸长减小时,弹力减小,小球所受合力方向竖直向下,小球的加速度竖直向下.则升降机可能向下加速运动,也可能向上减速运动.
根据牛顿第二定律得:mg-kx2=ma,x2=

1
2
x1
代入解得:a=4.9m/s2,方向竖直向下,
则升降机可能以4.9m/s2的加速度减速上升,也可能以4.9m/s2的加速度加速下降.故D正确,
故选:D
答案解析:以小球为研究对象,分析受力情况:重力和弹簧的弹力.静止时,两力平衡.当弹簧伸长量减小时,弹力减小,小球所受合力方向向下,根据牛顿第二定律求解加速度,再分析其运动情况.
考试点:牛顿第二定律;胡克定律.
知识点:本题应用牛顿定律分析失重现象.对于超重和失重现象的判断,关键抓住加速度方向:加速度向上时,产生超重现象;相反,产生失重现象.