问题: 高三物理复习题
将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器。箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a-2.0m/s^2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为6.0N,下底版的传感器显示的压力为10.0N。(g=10m/s^2)
(1)若上顶板传感器的示数是下底版传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况。
(2)若上顶板传感器的示数为零(铁块没有离开上板),箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的 ?
解答:
当箱以a-2.0m/s^2的加速度竖直向上做匀减速运动时,加速度向下
上板压力N=6,下板压力F=10
G+N-F=ma,可得m=0.5kg
(1)若上顶板传感器的示数是下底版传感器的示数的一半,说明物体未离开上板,因此F=10N不变,N=5N
G+N=10N
F=10N
既F=G+N,物体受合力为零,a=0,箱子做匀速运动或静止
(2)若上顶板传感器的示数为零(铁块没有离开上板),则N=0,
F=10N
F-mg=ma,a=10m/s^2,方向向上,箱子向上匀加速或向下匀减速运动
因为箱子的高度是不变的,物体没有离开上底板,也就是弹簧的长度不发生变化,弹簧的形变量没有发生变化,根据胡克定律F=kx,因此弹簧的弹力没有发生变化,也就是弹簧对下底板的压力不变。
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