题目内容
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 ="10.5" kg,Q的质量 m ="1.5" kg,弹簧的质量不计,劲度系数 k ="800" N/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,则在向上运动的过程中力F随时间变化的图象是( )
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C
试题分析: 最初时,弹簧的弹力等于PQ的总重力(M+m)g。
刚开始运动时,PQ的加速度相同,把PQ看成一个整体,PQ整体受到的外力共有3个:重力、向上的力F及弹簧弹力F弹,做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:
F合=(M+m)a
F+F弹-(M+m)g=(M+m)a
设P的位移为x
所以F=(M+m)(a+g)-((M+m)g-kx)=(M+m)a+ kat2/2;
即在P与Q分离前F随时间变化图象是抛物线,且t=0时,F=(M+m)a
当P与Q分离时,P只受重力和F作用,仍做匀加速运动,此时F为恒力.故C正确
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