一彈簧秤的秤盤A的質(zhì)量m=1.5kg,盤上放一物體B,B的質(zhì)量為M=10.5kg,彈簧本身質(zhì)量不計(jì),其勁度系數(shù)k=800N/m,系統(tǒng)靜止如圖所示.現(xiàn)給B一個豎直向上的力F使它從靜止開始向上作勻加速運(yùn)動,已知在頭0.2s內(nèi),F是變力,以后F是恒力,求F的最大值和最小值.(g10m/s2)

 

答案:
解析:

F向上拉B物體向上做勻加速運(yùn)動,使彈簧逐漸由開始的壓縮量x1變小,直到0.2s末A、B兩物體分離,在這0.2s內(nèi),兩物體做勻加速運(yùn)動.

  B未離開盤A時,兩物有相互作用.設(shè)分離時,彈簧壓縮量為x2,此時AB間相互作用力為零.

  開始時,A、B處于平衡,有

         kx1=(M+m)g                  ①

  設(shè)勻加速的加速度為a,由運(yùn)動學(xué)公式

                         ②

  0.2s末,對于A物體應(yīng)有

          kx2-mg=ma                 ③

  解①②③式得a=6m/s2

  在0.2s內(nèi),對AB整體有

          F+kx-(M+m)g=(M+m)a

  不難看出,在開始施力F時,x=x1有最大值,所以力F最小

          Fmin=(M+m)a=72N

  在0.2s末,AB分離,B不再受A向上的支持力,F有最大值.

  對B物體,有

          Fmax=M(g+a)=168N

 


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖所示的裝置,計(jì)時器打點(diǎn)頻率為50Hz.
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(1)該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點(diǎn),如圖所示,自A點(diǎn)起,相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,則打E點(diǎn)時小車的速度為
 
m/s,打A、F兩點(diǎn)的過程中小車的平均速度為
 
m/s,小車的加速度為
 
m/s2
(2)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持
 
 不變;若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持
 
不變.
(3)該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖所示,則
①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是
 

②圖中的力F理論上指
 
,而實(shí)驗(yàn)中卻用
 
表示.(選填字母符號)
A.砂和砂桶的重力      B.繩對小車的拉力
③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)用如圖1所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

(1)探究加速度與力、質(zhì)量這三者之間的關(guān)系,我們所采用的實(shí)驗(yàn)方法是
控制變量法
控制變量法

(2)調(diào)節(jié)滑輪位置,使拉小車的細(xì)線與長木板平行,當(dāng)滿足
m<<M
m<<M
時,我們可把砝碼與盤的重力當(dāng)作小車受到的細(xì)線的拉力.
(3)保持小車質(zhì)量不變,改變砝碼的質(zhì)量,多次實(shí)驗(yàn),通過分析紙帶,我們可得到小車的加速度 a和所受拉力F的關(guān)系.如圖2
所示為某同學(xué)所畫的加速度與力的關(guān)系,請你分析為何直線不通過原點(diǎn)?
沒有(完全)平衡摩擦力
沒有(完全)平衡摩擦力

(4)小車從靜止開始運(yùn)動,利用打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動情況,如圖3所示,其中O點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn).A、B、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點(diǎn),圖中所標(biāo)明的數(shù)據(jù)為A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,已知打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電源頻率f=50Hz (以下計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),木塊運(yùn)動的加速度a=
0.39m/s2
0.39m/s2
m/s2.小車在經(jīng)歷計(jì)數(shù)點(diǎn)B點(diǎn)時的速度為vB=
0.78m/s
0.78m/s
m/s.
(5)如果猜想F一定時,加速度a與質(zhì)量M成反比,對此猜想進(jìn)行驗(yàn)證,應(yīng)畫
a-
1
M
a-
1
M
圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)用如圖1所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,在實(shí)驗(yàn)中,他把鉤碼重力當(dāng)作小車受到的合力.
為減小把鉤碼的重力當(dāng)作小車受到的合力而帶來的誤差,實(shí)驗(yàn)中,除了拉小車的細(xì)線與長木板平行外.①還應(yīng)采取的措施有:
平衡摩擦力、鉤碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多
平衡摩擦力、鉤碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多
.(填兩條)
②木塊從靜止開始運(yùn)動,利用打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上記錄木塊的運(yùn)動情況,如圖2所示,其中O點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn).A、B、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點(diǎn),圖所標(biāo)明的數(shù)據(jù)為A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,已知打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電源頻率f=50Hz (以下計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),木塊運(yùn)動的加速度a=
0.39
0.39
m/s2
③如果猜想當(dāng)力一定時,加速度a與質(zhì)量M成反比,為對此猜想進(jìn)行驗(yàn)證,應(yīng)畫
a-
1
M
a-
1
M
圖象.
④在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量m一定,探究加速度a與所受合外力F的關(guān)系時,在作圖過程正確的情況下,得到的a-F關(guān)系如圖所示,其原因是:
平衡摩擦力時,長木板的傾角過大
平衡摩擦力時,長木板的傾角過大

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科目:高中物理 來源:物理教研室 題型:038

一彈簧秤的秤盤A的質(zhì)量m=1.5kg,盤上放一物體B,B的質(zhì)量為M=10.5kg,彈簧本身質(zhì)量不計(jì),其勁度系數(shù)k=800N/m,系統(tǒng)靜止如圖所示.現(xiàn)給B一個豎直向上的力F使它從靜止開始向上作勻加速運(yùn)動,已知在頭0.2s內(nèi),F是變力,以后F是恒力,求F的最大值和最小值.(g10m/s2)

 

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