4.6 超重与失重 同步练习（word版含答案）

4.6 超重与失重
一、单选题
1．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学按科目要求所做的四个动作过程如图所示，其中处于超重状态的过程是（　　）
A． B．
C． D．
2．现在很多智能手机都可以测量重力加速度。沈阳某高中学生打开测量加速度的APP，用手掌水平托住手机，点击“”后，让手机迅速脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察到手机显示的加速度值为。已知沈阳地区的重力加速度为，则手机在脱离手掌到被接住的过程中（　　）
A．手机一直处于失重状态
B．手机一直处于超重状态
C．手机先处于失重状态后处于超重状态
D．手机先处于完全失重状态后处于超重状态
3．小刚同学乘电梯从1楼到20楼，运动的v---t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．0~t1时间内，小刚处于失重状态
B．t1~t2时间内，小刚处于失重状态
C．t2~t3时间内，小刚处于失重状态
D．0~t3时间内，小刚处于失重状态
4．如图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法不正确的是（　　）
A．从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作
B．图中t1时刻人处于失重状态
C．图中t2时刻人具有向上的加速度
D．“起立”的过程先超重后失重
5． 小明家住10层，他放学后，乘坐电梯从1层直达10层。假设电梯刚启动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动。在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电梯刚启动时，小明处于失重状态
B．电梯刚启动时，小明处于超重状态
C．在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化
D．电梯运动的加速度方向未发生变化
6．如图所示，A，B两物体叠放在一起，以相同的初速度竖直向上抛出（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力小于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力
7．如图所示，箱子A内放有物块B，用竖直的轻弹簧连接后悬挂在天花板上，已知箱子A和物块B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现对箱子施加一个竖直向上的力F=3mg，使系统处于静止状态，空气阻力不计，则在撤去F的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．箱子A的加速度大小为2g B．物块B的加速度大小为零
C．弹簧的形变量为 D．物块B处于超重状态
8．2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示。则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　）
A．王鑫宇在上升阶段重力变大了
B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态
C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力
D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力
9．电梯在下降过程中速度v随时间t变化的规律如甲图所示．体重为G的人站在电梯中随电梯一起运动，电梯对人的支持力F随时间t变化的规律可能是乙图中的（ ）
10．物理课后，小李在教室里站在体重计上研究超重与失重，小李由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程，下列说法正确的是（　　）
A．“起立”过程小李一直处于超重状态
B．“下蹲”过程小李一直处于失重状态
C．“下蹲”过程小李先处于失重状态后处于超重状态
D．“起立”过程小李先处于失重状态后处于超重状态
二、多选题
11．2021年8月8日东京奥运会落下帷幕，我国运动健儿奋力拼搏，最终以38枚金牌位列金牌榜第二位。下列关于各种项目中运动员在运动过程中（不计空气阻力）的状态描述说法正确的是（　　）
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
B．蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于平衡状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
12．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（　　）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．当时，小球处于失重状态
C．该弹簧的劲度系数为
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
13．用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动．如图所示，图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则（　　）
A．钩码的重力约为4 N
B．钩码的重力约为3 N
C．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、C
D．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D
14．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面（或水面）一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
B．当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
C．从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大
D．在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态
15．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图象如图乙如示，则（　　）
A．时刻小球速度最大
B．这段时间内，小球的速度一直增加
C．这段时间内，小球的速度先增大后减小
D．全过程小球经历了先失重再超重最后又失重的三个过程
16．为测量某栋居民楼高度及平均层高，小明同学将手机平放于该居民楼电梯地板上，在电梯从1楼运行到17楼的过程中，利用手机上的加速度传感器得到如图所示图像，以竖直向上为正，已知时，电梯处于静止状态，则（　　）
A．内手机处于失重状态 B．电梯运行最大速度为
C．电梯上升高度为 D．平均层高为
三、解答题
17．某人在地面上最多能举起质量是60kg的重物：
（1）如果在加速下降的电梯里举起了质量是100kg的物体，则此电梯的加速度至少是多大？
（2）若电梯以5m/s2的加速度上升时，人最多能举起多少质量的物体？
18．一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力为零？
19．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
20．如图所示，某次表演中地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量正m=60kg的演员从静止竖直向上拉高24m，用时t=6s，演员在竖直方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动后静止在高空。其加速和减速过程中的加速度之比为1:5，忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力。（g=10m/s2）求：
（1）演员在匀加速上升过程中的加速度a的大小
（2）匀加速上升过程中绳子对地面上的人的拉力为多少
4.6 超重与失重
一、单选题
1．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学按科目要求所做的四个动作过程如图所示，其中处于超重状态的过程是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．静止站立时，人合力为零，加速度为零，处于平衡状态，故A错误；
B．加速下蹲时，人有竖直向下的加速度，处于失重状态，故B错误；
C．加速上升时，人有竖直向上的加速度，处于超重状态，故C正确；
D．离地上升时，受到重力，加速度是重力加速度，处于完全失重状态，故D错误。
故选C。
2．现在很多智能手机都可以测量重力加速度。沈阳某高中学生打开测量加速度的APP，用手掌水平托住手机，点击“”后，让手机迅速脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察到手机显示的加速度值为。已知沈阳地区的重力加速度为，则手机在脱离手掌到被接住的过程中（　　）
A．手机一直处于失重状态
B．手机一直处于超重状态
C．手机先处于失重状态后处于超重状态
D．手机先处于完全失重状态后处于超重状态
【答案】C
【详解】手机迅速脱离手掌而自由下落，手机显示的加速度值为，小于沈阳地区的重力加速度为，则手机处于失重状态，后来手机被接住手机做减速运动，此时手机的加速度向上，属于超重状态。
故选C。
3．小刚同学乘电梯从1楼到20楼，运动的v---t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．0~t1时间内，小刚处于失重状态
B．t1~t2时间内，小刚处于失重状态
C．t2~t3时间内，小刚处于失重状态
D．0~t3时间内，小刚处于失重状态
【答案】C
【详解】A．0~t1时间内，由v-t图象可知，小刚向上做匀加速直线运动，加速度向上，故小刚处于超重状态，故A错误；
B．t1~t2时间内，由v-t图象可知，小刚向上做匀直线运动，加速度为零，小刚没有超重，也没有失重，故B错误；
C．t2~t3时间内，由v-t图象可知，小刚向上做匀减速直线运动，加速度向下，小刚处于失重状态，故C正确；
D．0~t3时间内，小刚先处于超重状态，然后处于不超重也不失重状态，最后处于失重状态，故D错误。
故选C。
4．如图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法不正确的是（　　）
A．从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作
B．图中t1时刻人处于失重状态
C．图中t2时刻人具有向上的加速度
D．“起立”的过程先超重后失重
【答案】A
【详解】ABC．图中t1时刻人处于失重状态，人先向下加速，然后向下减速，人做的是下蹲动作，同理t2时刻人的加速度向上，向上加速，然后向上减速，人做起立动作，处于超重状态，整个过程人完成了一组“下蹲-起立”动作，故A错误，BC正确；
D．起立过程中，加速度先向上后向下，人先超重后失重，故D正确。
本题选择错误的，故选A。
5． 小明家住10层，他放学后，乘坐电梯从1层直达10层。假设电梯刚启动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动。在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电梯刚启动时，小明处于失重状态
B．电梯刚启动时，小明处于超重状态
C．在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化
D．电梯运动的加速度方向未发生变化
【答案】B
【详解】AB．电梯刚启动时，小明具有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A错误，B正确；
C．在超重或失重过程中，小明的视重发生变化，但实际的体重不变，故C错误；
D．电梯刚启动时做匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，电梯最后一段时间内做匀减速直线运动，加速度方向竖直向下，故D错误。故选B。
6．如图所示，A，B两物体叠放在一起，以相同的初速度竖直向上抛出（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A对B的压力小于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力
【答案】A
【详解】A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度竖直向上抛出时，上升和下降过程的加速度均为向下的g，则两物体均处于完全失重状态，则A对B的压力一定为零。
故选A。
7．如图所示，箱子A内放有物块B，用竖直的轻弹簧连接后悬挂在天花板上，已知箱子A和物块B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现对箱子施加一个竖直向上的力F=3mg，使系统处于静止状态，空气阻力不计，则在撤去F的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．箱子A的加速度大小为2g B．物块B的加速度大小为零
C．弹簧的形变量为 D．物块B处于超重状态
【答案】A
【详解】C．以AB整体为研究对象，设弹簧的弹力为F′，根据平衡条件
得弹簧的弹力为
F′=mg
方向竖直向下，弹簧处于压缩状态。由胡克定律
解得弹簧的形变量为
故C错误；
ABD．撤去力F后，弹簧弹力不变，假设AB间有相互作用力，即AB加速度相同，则以整体为研究对象，整体受的合外力为3mg，则整体的加速度为
而B向下的加速度最大为g，故A的加速度大于B的加速度，二者分离，A不受B的压力；以A为研究对象，受重力和弹簧的弹力
得
，
A处于失重状态，B处于完全失重。故A正确，BD错误。故选A。
8．2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示。则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　）
A．王鑫宇在上升阶段重力变大了
B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态
C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力
D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力
【答案】B
【详解】AB．鑫宇在上升阶段只受重力，处于失重状态，且重力大小不变，故A错误B正确；
CD．地面对人的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故CD错误。
故选B。
9．电梯在下降过程中速度v随时间t变化的规律如甲图所示．体重为G的人站在电梯中随电梯一起运动，电梯对人的支持力F随时间t变化的规律可能是乙图中的（ ）
【答案】C
【详解】在0-t1时间内电梯加速下降，则
在t1-t2时间内电梯匀速下降，则
在t2-t3时间内电梯减速下降，则
则F-t图像为C图。故选C。
10．物理课后，小李在教室里站在体重计上研究超重与失重，小李由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程，下列说法正确的是（　　）
A．“起立”过程小李一直处于超重状态
B．“下蹲”过程小李一直处于失重状态
C．“下蹲”过程小李先处于失重状态后处于超重状态
D．“起立”过程小李先处于失重状态后处于超重状态
【答案】C
【详解】BC．“下蹲”过程小李先处于失重状态后处于超重状态，故B错误C正确；
AD．“起立”过程小李先处于超重状态后处于失重状态，故AD错误。故选C。
二、多选题
11．2021年8月8日东京奥运会落下帷幕，我国运动健儿奋力拼搏，最终以38枚金牌位列金牌榜第二位。下列关于各种项目中运动员在运动过程中（不计空气阻力）的状态描述说法正确的是（　　）
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
B．蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于平衡状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
【答案】AC
【详解】A．跳高运动员在空中上升和下落过程中加速度都向下，都处于失重状态，A正确；
B．质量是惯性的唯一量度，在蹦床比赛中，运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性不变，B错误；
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于静止状态，即平衡状态，C正确；
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时加速度为零，不是处于失重状态，而是处于静止状态，D错误。
故选AC。
12．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（　　）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．当时，小球处于失重状态
C．该弹簧的劲度系数为
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
【答案】CD
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误；
B．如图可知，图像中最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故B错误；
C．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得
故C正确；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有
mg-F弹=ma
重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有
F弹-mg=ma
重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D正确。
故选CD。
13．用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动．如图所示，图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则（　　）
A．钩码的重力约为4 N
B．钩码的重力约为3 N
C．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、C
D．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D
【答案】AC
【详解】AB．由于初始状态物体静止，所以钩码的重力等于拉力，从图上可读出拉力约为4 N，故A正确，B错误；
CD．据“超重时拉力大于重力、失重时拉力小于重力”可知，A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、C ，则C正确，D错误．故选AC。
14．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面（或水面）一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
B．当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
C．从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大
D．在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态
【答案】BD
【详解】ABC．小张在开始的一段时间内做自由落体运动，当橡皮条开始绷紧之后，其对小张的弹力竖直向上，且不断增大，小张所受合外力逐渐减小，竖直向下的加速度逐渐减小，当橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等时，小张的加速度减小至零，且速度达到最大值，之后橡皮条的弹力开始大于小张的重力，小张开始做加速度不断增大的减速运动，当小张下降至最低点时，速度减为零，此时橡皮条对小张的弹力大于他的重力，综上所述可知AC错误，B正确；
D．小张在达到最大速度之前，他的加速度向下，处于失重状态，故D正确。
故选BD。
15．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图象如图乙如示，则（　　）
A．时刻小球速度最大
B．这段时间内，小球的速度一直增加
C．这段时间内，小球的速度先增大后减小
D．全过程小球经历了先失重再超重最后又失重的三个过程
【答案】CD
【详解】A．时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；
B．这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力与重力相等后做加速度不断增大的减速运动，故B错误；
C．这段时间内，小球做先加速后减速的运动，在时，弹力最大，运动到最低点，速度为，故C正确
D．全过程小球经历了向下加速，失重，向下减速，超重，向上加速超重，向上减速失重的过程，故D正确。故选CD。
16．为测量某栋居民楼高度及平均层高，小明同学将手机平放于该居民楼电梯地板上，在电梯从1楼运行到17楼的过程中，利用手机上的加速度传感器得到如图所示图像，以竖直向上为正，已知时，电梯处于静止状态，则（　　）
A．内手机处于失重状态 B．电梯运行最大速度为
C．电梯上升高度为 D．平均层高为
【答案】CD
【详解】A．内，电梯加速度方向为竖直向上，手机处于超重状态，故A错误；
B．a-t图像与t轴所围的面积表示速度的变化量，所以电梯运行的最大速度为
故B错误；
C．由图可知1~2s内电梯做匀加速运动，2~25s内电梯做匀速运动，25~26s内电梯做匀减速运动，则电梯上升的高度为
故C正确；
D．平均层高为
故D正确。
故选CD。
三、解答题
17．某人在地面上最多能举起质量是60kg的重物：
（1）如果在加速下降的电梯里举起了质量是100kg的物体，则此电梯的加速度至少是多大？
（2）若电梯以5m/s2的加速度上升时，人最多能举起多少质量的物体？
【答案】（1）4m/s2；（2）40kg
【详解】（1）根据牛顿第二定律可知
解得
（2）根据牛顿第二定律可知
解得
18．一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力为零？
【答案】
【详解】解法一：如图所示，以小环为研究对象，设其与杆间作用力为f，加速度大小为a，则：
mg＋f＝ma
再对箱子分析受力列平衡方程：
FN＋f′＝Mg
f＝f′
令FN＝0，由以上各式解得
。
解法二：利用超重、失重法
小环有向下的加速度，处于失重状态，若失重部分恰等于整体重力，则箱子对地面压力为零，则：
ma＝(M＋m)g，
得：
19．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
【答案】(1)12.5m；(2)7.5N，见解析
【详解】(1) v-t图像的面积表示位移，可得物块在前4s内通过的位移为
(1)第1s内物体加速上升，由牛顿第二定律可得
由图乙可知a1=5m/s2，可得，第2s处于平衡状态，，最后2s减速上升，由图乙可知a1=2.5m/s2，由牛顿第二定律可得
可得，故在前4s内细线对物块拉力F的最小值为7.5N，F随时间t变化的图线如图所示
20．如图所示，某次表演中地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量正m=60kg的演员从静止竖直向上拉高24m，用时t=6s，演员在竖直方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动后静止在高空。其加速和减速过程中的加速度之比为1:5，忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力。（g=10m/s2）求：
（1）演员在匀加速上升过程中的加速度a的大小
（2）匀加速上升过程中绳子对地面上的人的拉力为多少
【答案】（1）1.6m/s2；（2）696N
【详解】（1）设演员在匀加速和匀减速过程中所用时间分别是和，加速度大小分别为和，因为匀加速的末速度即为匀减速的初速度．
所以
又因为
解得得：
匀减速到0的过程可以逆向看做初速度0的匀加速直线运动，那么总的高度
代入数据得：
（2）演员在匀加速上升过程中，由牛顿第二定律可得：
解得：
轻绳对地面上的人的拉力为