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，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

【解析】

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

考點(diǎn)：牛頓第二定律