题目内容

如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m．现在给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t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2，则F的最小值是______，F的最大值是______．
设刚开始时弹簧压缩亮为x，则：
x=
mg
k
=
12×10
300
=0.4m，
在前0.2s时间内，有运动学公式得：x=
1
2
at2，
代入数据得：a=20m/s2
由牛顿第二定律得开始时的力为：Fmin=ma=12×20=240N，
最终分离后的力为：Fmax-mg=ma，
即：Fmax=m（g+a）=12×（10+20）=360N；
故答案为：240N，360N．
练习册系列答案
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已知水平面上A、B两点间的距离S=22.5m，质量m=2kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=5s停在B点，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，求恒力F为多大（重力加速度g取10m/s2）．
摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图1所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a─t图象如图2所示．电梯总质量m=2.0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2．
（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；
（2）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由υ─t图象求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示a─t图象，求电梯在第1s内的速度改变量△υ1和第2s末的速率υ2．
质量为50kg的乘客乘坐电梯从一层到四层，电梯自一层启动向上做匀加速运动，加速度的大小是1m/s2，则电梯启动时地板对乘客的支持力为（g取10m/s2）（　　）
A．600NB．550NC．500ND．450N
如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m=
1
4
M，求：
（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值；
（2）系统由静止释放后运动过程中物体C对B的拉力．
如图所示，铁块质量m=1.2kg（长度不计），它以速度v0=2.0m/s水平地滑上一辆静止的平板小车，已知小车质量M=0.4kg，铁块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2，小车所受地面阻力是车对地面压力大小的0.1倍，铁块恰好没有滑离小车，g取10m/s2，求：
（1）铁块刚好相对小车静止时小车的速度；
（2）小车长度；
（3）铁块运动过程的总位移大小．
图甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景．设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示．取g=10m/s2，根据F-t图象求：

（1）运动员的质量；
（2）运动员在运动过程中的最大加速度；
（3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度．
在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放．为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．（取g=10m/s2）
求：（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？
（2）座椅在匀减速阶段的时间是多少？
（3）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？
如图所示，质量为m2的物体2放在车厢底板上，用竖直细线通过定滑轮与质量为m1的物体1连接，不计滑轮摩擦，车厢正在水平向右做加速直线运动，连接物体1的细线与竖直方向成θ角，物体2仍在车厢底板上，则（　　）
A．细线拉力为m1gcosθ
B．车厢的加速度为gtgθ
C．底板对物体2的支持力为m2g-m1gtgθ
D．底板对物体2的摩擦力为零

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