题目内容

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

分析与解:因为在t=0.2s内F是变力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s时,P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零,由于盘的质量m1=1.5kg,所以此时弹簧不能处于原长。设在0_____0.2s这段时间内P向上运动的距离为x,对物体P据牛顿第二定律可得: F+N-m2g=m2a

对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得:

令N=0,并由述二式求得,而,所以求得a=6m/s2.

当P开始运动时拉力最小,此时对盘和物体P整体有Fmin=(m1+m2)a=72N.

当P与盘分离时拉力F最大,Fmax=m2(a+g)=168N.

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