一個彈簧秤放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為重物,已知P的質(zhì)量M=10.5kg,Q 的質(zhì)量m=1.5kg,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù)k=800N/m,系統(tǒng)處于靜止.如圖所示,現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,已知在前0.2s內(nèi),F(xiàn)為變力,0.2s以后,F(xiàn)為恒力.
求:力F的最大值與最小值.(取 g=10m/s 2
分析:在P、Q分離之前F為變力,分離后,F(xiàn)為恒力;兩物體分離瞬間,P對Q無作用力,但Q的加速度恰好與原來一樣,此后Q的加速度將減小,而從開始到分離歷時0.2s,由分析可知,剛開始時F最小,F(xiàn)為恒力時最大
解答:解:設(shè)剛開始時彈簧壓縮亮為x1,則:
x1=
(m+M)g
k
=0.15m①
設(shè)兩者剛好分離時,彈簧壓縮量為x2,則對Q:
kx2-mg=ma②
在前0.2s時間內(nèi),有運動學公式得:
x1-x2=
1
2
at2
由①②③解得:a=6m/s2
由牛頓第二定律得,
開始時,F(xiàn)min=(M+m)a=72N
最終分離后,F(xiàn)max-Mg=Ma
即:Fmax=M(g+a)=168N
答:力F最小為72N,最大為168N
點評:彈簧的彈力是變力,分析好何時兩者分離是關(guān)鍵,此時兩者間無作用力,且兩者加速度剛好相等,另外牛頓定律與運動學公式的熟練應(yīng)用也是同學必須掌握的
練習冊系列答案
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(2011?泗陽縣一模)一個彈簧秤放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為重物,已知P的質(zhì)量M=10.5kg,Q的質(zhì)量 m=1.5kg,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù) k=800N/m,系統(tǒng)處于靜止.如圖所示,現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,則在向上運動的過程中力F隨時間變化的圖象是( 。

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一個彈簧秤放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為重物,已知P的質(zhì)量M ="10.5" kg,Q的質(zhì)量 m ="1.5" kg,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù) k ="800" N/m,系統(tǒng)處于靜止.如圖所示,現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,已知在前0.2 s內(nèi),F為變力,0.2 s 以后,F為恒力.求力F的最大值與最小值.(取g ="10" m/s2)

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科目:高中物理 來源:2014屆四川省高一下學期入學考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

 一個彈簧秤放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為重物,已知P的質(zhì)量M =10.5 kg,Q的質(zhì)量 m =1.5 kg,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù) k =800 N/m,系統(tǒng)處于靜止.如圖所示,現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,已知在前0.2 s內(nèi),F為變力,0.2 s 以后,F為恒力.求力F的最大值與最小值.(取g =10 m/s2)

 

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科目:高中物理 來源:2011年江蘇省重點中學聯(lián)考高考物理一模試卷(解析版) 題型:選擇題

一個彈簧秤放在水平地面上,Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤,P為重物,已知P的質(zhì)量M=10.5kg,Q的質(zhì)量 m=1.5kg,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù) k=800N/m,系統(tǒng)處于靜止.如圖所示,現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F,使它從靜止開始向上做勻加速運動,則在向上運動的過程中力F隨時間變化的圖象是( )

A.
B.
C.
D.

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