Question

一個(gè)彈簧秤放在水平地面上，Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤(pán)，P為重物，已知P的質(zhì)量M ="10.5" kg，Q的質(zhì)量 m ="1.5" kg，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù) k ="800" N/m，系統(tǒng)處于靜止.如圖所示，現(xiàn)給P施加一個(gè)方向豎直向上的力F，使它從靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，則在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中力F隨時(shí)間變化的圖象是（ ）

Answer 1

C

試題分析: 最初時(shí)，彈簧的彈力等于PQ的總重力（M+m）g。
剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，PQ的加速度相同，把PQ看成一個(gè)整體，PQ整體受到的外力共有3個(gè)：重力、向上的力F及彈簧彈力F_彈，做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：
F_合=（M+m）a
F+F_彈-（M+m）g=（M+m）a
設(shè)P的位移為x
所以F=（M+m）（a+g）-（（M+m）g-kx）=（M+m）a+ kat²/2；
即在P與Q分離前F隨時(shí)間變化圖象是拋物線，且t=0時(shí)，F(xiàn)=（M+m）a
當(dāng)P與Q分離時(shí)，P只受重力和F作用，仍做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)F為恒力．故C正確