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一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P,弹簧质量不计,其劲度系数为K=800N/m,系统处于静止状态,如图所示.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s内F是变化的,在0.2s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2
分析:在P、Q分离之前,F为变力,逐渐减小;分离后,F为恒力;
两物体分离瞬间,P对Q恰好无弹力,此后Q的加速度将减小,两个物体开始分离,从开始到分离历时0.2s,由分析可知,刚开始时F最小,F为恒力时最大.
解答:解:设刚开始时弹簧压缩量为x1,则:
x1=
(m1+m2)g
k
=0.15m…①
设两者刚好分离时,弹簧压缩量为x2,则对Q:
kx2-m1g=m1a…②
在前0.2s时间内,由运动学公式得:
x1-x2=
1
2
at2…③
由①②③解得:a=6m/s2
由牛顿第二定律,开始时:
Fmin=(m1+m2)a=72N
最终分离后:
Fmax-m2g=m2a
即:Fmax=m2(g+a)=168N
答:力F最小为72N,最大为168N.
点评:弹簧的弹力是变力,分析好何时两者分离是关键,此时两者间无作用力,且两者加速度刚好相等,另外牛顿定律与运动学公式的熟练应用也是同学必须掌握的
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:038

一弹簧秤的秤盘质量M1.5kg,盘内放一物体P,质量m10.5kg,弹簧质量不计,其劲度系数为k800N/m,系统处于静止状态,如图所示.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在头0.2sF是变力,在0.2s以后是恒力.求F的最小值和最大值各是多少?(g10m/s2)

 

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科目:高中物理 来源:101网校同步练习 高三物理 山东科学技术出版社 鲁教版 题型:038

一弹簧秤的秤盘质量M=1.5 kg,盘内放一物体P,物体P的质量m=10.5 kg,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800 N/m,系统处于静止状态,如图所示.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在头0.2 s内F是变力,在0.2 s以后是恒力.求F的最小值和最大值各是多少?(g=10 m/s2)

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一弹簧秤的秤盘质量M=1.5kg,盘内放一物体P,物体P的质量m=10.5kg,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m,系统处于静止状态,如图6所示.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在前2s内F是变力,在0.2s以后是恒力.求F的最小值和最大值.(g取10m/s2

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一弹簧秤的秤盘质量M = 1.5 Kg,盘内放一物体P质量m=10.5Kg,弹簧质量不计,其劲度系数k=800N/m, 系统处于静止状态.如图所示.现给 P 施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在头0.2s内,F是变力.在0.2 s以后是恒力.求F的最小值和最大值各是多少? ( g = 10m /s2 ) www..com

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一弹簧秤的秤盘质量M=1.5 kg,盘内放一物体P,物体P的质量m=10.5 kg,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800 N/m,系统处于静止状态,如图3-3-20所示.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在头0.2 s内F是变力,在0.2 s以后是恒力.求F的最小值和最大值各是多少.(g取10 m/s2)

图3-3-20

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