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【题目】小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得自己体重为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,得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示,g10 m/s2。下列说法正确的是

A. 0~2 s内,小明处于超重状态

B. 0~2 s内,小明加速度大小为1 m/s2

C. 10~11 s内,台秤示数F3600 N

D. 0~11 s内,电梯通过的距离为18 m

【答案】BC

【解析】

2秒由静到动是加速,但从图象可以看出是失重,故是加速下降;电梯前2秒加速下降,2~10秒匀速下降,10~11s是减速下降;先求解2s时速度,然后求解最后1s的加速度,再根据牛顿第二定律求解弹力;分加加速、匀速、减速三段求解位移,最后相加得到总位移.

由图象可知,在0~2s内,台秤对小明的支持力为:F1=450N,由牛顿第二定律定律有:mg-F1=ma1解得:a1=1m/s2加速度方向竖直向下,故小明处于失重状态A错误,B正确;设在10s~11s内小明的加速度为a3,时间为t3,0~2s的时间为t1,则a1t1=a3t3解得:a3=2m/s2由牛顿第二定律定律有:F3-mg=ma3解得:F3=600N,选项C正确;0~2s内位移x1a1t12=2m;2s~10s内位移x2=a1t1t2=16m;10s~11s内位移x3a3t32=1m小明运动的总位移x=x1+x2+x3=19m,选项D错误;故选BC.

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