• 一个弹簧秤放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为重物,已知P的质量M=10.5kg,Q 的质量m=1.5kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=800N/m,系统处于静止.如图所示,现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知在前0.2s内,F为变力,0.2s以后,F为恒力.求:力F的最大值与最小值.(取 g=10m/s2)试题及答案-解答题-云返教育

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      一个弹簧秤放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为重物,已知P的质量M=10.5kg,Q 的质量m=1.5kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=800N/m,系统处于静止.如图所示,现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知在前0.2s内,F为变力,0.2s以后,F为恒力.
      求:力F的最大值与最小值.(取 g=10m/s
      2

      试题解答


      见解析
      设刚开始时弹簧压缩亮为x1,则:
      x
      1==0.15m①
      设两者刚好分离时,弹簧压缩量为x
      2,则对Q:
      kx
      2-mg=ma②
      在前0.2s时间内,有运动学公式得:
      x
      1-x2=at2
      由①②③解得:a=6m/s
      2
      由牛顿第二定律得,
      开始时,F
      min=(M+m)a=72N
      最终分离后,F
      max-Mg=Ma
      即:F
      max=M(g+a)=168N
      答:力F最小为72N,最大为168N

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