求助:高中物理力学题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/31 10:35:18
一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一物体P,P的质量m2=0.5kg,弹簧质量不计,劲度系数k=800N/M,系统处于静止状态,现给P施加一竖直向上拉力F,使P从静止开始向上做匀加速运动,已知在最初0.2s内F是变力,在0.2s后F是恒力,求F的最小值和最大值是多少?

答案是72N和168N,不知道哪位能算出这个结果?要思路和过程。谢谢!

记秤盘为A
开始时,弹力与重力平衡,
则弹簧的压缩量X=(m1+m2)*g/k=0.025m

在力F的作用下,A与P以相同的加速度一起匀加速向上运动.
对于,A

受到的力有:弹簧弹力,P对A的压力 A的重力
这三个力的合力使A匀加速运动.即合力恒定

随着物体的上升,弹簧的被压缩量逐渐减少,向上的弹力逐渐减小
到某个时刻(0.2s时) P对A无压力 此时弹簧的弹力恰好足以提供向上的力使A运动

之后,A\P分离 F变为恒力

所以,

在A/P分离的时刻

k(x-a*t^2/2)-m1*g=m1*a

带入数据,解得a=2/7 m/(s^2)

所以F最小值为刚开始时

以AP为系统

F+k*x-(m1+m2)g=(m1+m2)a
F=(m1+m2)(a+g)-kx=0.57N
F最大值为AP分离

F-m2*g=m2*a
F=m2*(a+g)=5.14N

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楼主的题目肯定错了,这道题我做过 P的质量是10.5kg
答案就是72N-168N
方法与上面一模一样

小心0.2S的判定。
物体P由静止开始向上做加速度为a的匀加速运动,对运动中的P做受力分析:它受称盘对它向上的支持力N2、自身重力m2*g和拉力F。因为是匀加速,所以P所受合外力恒定不变,因为其重力恒定,所以F+N2的值恒定。
弹簧拉力N1=m1*g+N2,因为P向上运动,弹簧由拉伸变短,所以N1减小,所以N2减小,所以F增大,所以物体P向上运动在最开始时F最小,F恒定时F值最大。在0.2S内,F是变力,这是因为N2一直在减小(上面已经说明了,F+N2是恒定值),而且在0.2S内称盘和P向上的加速度都是a 。F由变力到恒力的时刻,N2减小为零,这是称盘向上运动的加速度由恒定值a即将减小的时刻。这个状态的下一时刻,称盘向上运动的加