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问题: 力学问题

将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形箱子中,箱子的上顶板和下底板安装有压力传感器,箱子可沿着竖直轨道运动,箱子以2米/秒^2 的加速度竖直向上匀减速运动时,上顶板传感器显示压力6N,下底板传感器显示压力10N,g取10米/秒^2
求(1)若 上顶板传感器示数是下底板的一半,判断箱子的运动情况
(2)要使上顶板传感器示数为零,箱子沿竖直方向可能怎样运动?

解答:

答案:1.静止或匀速直线运动
2.向上加速或向下减速 a=10m/s平方
方法:
设上、下顶板传感器的示数分别为N1,N2,由已知条件可列方程:

N1+mg-N2=ma 代入数据解得: m=0.5kg

当N2=2N1 N2=10N 代入方程 N1+mg-N2=ma1 解得:a1=0 故箱子作匀 速运动。

当N1=0时 N2≥10N 由 N2-mg=ma2 得 a2≥10m/s2 向上加速运动。


其实只要物体不离开上顶板,弹簧的形变量就不变,弹力也不变且大小等于下传感器的示数,物体如果离开上顶板,弹簧的形变量将变大,弹力也会变大,这样一来问题就容易解决了。