题目内容

15.如图所示,升降机顶部栓有原长为20cm的竖直轻弹簧,弹簧下端挂了一重物,当升降机匀速运动时,弹簧长度为30cm.某段时间内升降机中的人看到弹簧的长度稳定在32cm,弹簧始终处在弹性限度内.则该段时间内升降机的运动可能是 (g取10m/s2)(  )
A.向上匀加速运动,加速度大小为2 m/s2
B.向上匀加速运动,加速度大小为5m/s2
C.向下匀减速运动,加速度大小为2 m/s2
D.向下匀减速运动,加速度大小为5m/s2

分析 根据弹簧的形变量由胡克定律可求得物体的重力;再由牛顿第二定律可求升降机的加速度,从而分析出其运动情况.

解答 解:当升降机匀速运动时,由胡克定律和平衡条件得:mg=kx1,据题:x1=30cm-20cm=10cm=0.1m.
当弹簧长度变为32cm时,弹簧的伸长量 x2=32cm-20cm=12cm=0.12m;
由牛顿第二定律可知:kx2-mg=ma
联立解得,物体的加速度 a=2 m/s2,方向竖直向上;故升降机可能向上匀加速运动,加速度大小为2 m/s2,也可能向下匀减速运动,加速度大小为2 m/s2.故AC正确,BD错误.
故选:AC

点评 本题考查牛顿第二定律的应用,要注意明确物体的运动可以是加速向上,也可以减速向下,不能漏解.

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