Question

11．已知彈簧勁度系數(shù)為k，物塊重為m，彈簧立在水平桌面上，下端固定，上端固定一輕的物塊放于盤中，如圖所示．現(xiàn)給物塊以向下的壓力F，當(dāng)物塊靜止時(shí)，撤去外力．在此過(guò)程中，物塊正好不離開(kāi)盤，求：
（1）物塊所受的向下的壓力F；
（2）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中盤對(duì)物塊的最大作用力．

Answer 1

分析 （1）抓住物塊正好不離開(kāi)盤，知物塊振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧正好處在原長(zhǎng)位置，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點(diǎn)的加速度，結(jié)合對(duì)稱性求出最低點(diǎn)的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律和平衡求出F的大�。�
（2）在最低點(diǎn)時(shí)，判斷對(duì)物塊的支持力最大，結(jié)合最低點(diǎn)的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出盤對(duì)物塊的最大作用力．

解答 解：（1）由于物塊正好不離開(kāi)盤，可知物塊振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧正好處在原長(zhǎng)位置，所以此時(shí)加速度為：a=g，
由對(duì)稱性知，物塊在最低點(diǎn)時(shí)的加速度也為a，因?yàn)楸P的質(zhì)量不計(jì)，由牛頓第二定律得：
F_彈-mg=ma，
解得：F_彈=2mg
物塊被壓到最低點(diǎn)靜止時(shí)有：
F+mg=F_彈
解得：F=mg．
（2）在最低點(diǎn)時(shí)盤對(duì)物塊的支持力最大，此時(shí)有：N-mg=ma，
解得：N=2mg．
答：（1）物塊所受的向下的壓力F為mg；
（2）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中盤對(duì)物塊的最大作用力為2mg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和彈簧問(wèn)題的綜合，知道最高點(diǎn)和最低點(diǎn)具有對(duì)稱性，加速度大小相等，方向相反，挖掘出“物塊正好不離開(kāi)盤”隱含的物理意義是能否有效迅速解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在．