金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖3-22所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動。當箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的傳感器顯示的壓力為6.0N，下底板的傳感器顯示的壓力為10.0N。(取g=10m/s2)若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半，試判斷箱的運動情況。要使上頂板傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？

箱處于靜止或做勻速直線運動；    只要加速度大于或等于10m/s2，方向豎直向上，不論箱是向上加速運動或向下減速運動，上頂板壓力傳感器的示數(shù)都為零。


解析:

塊受力如圖3-24所示，加速度為a，方向向下。有mg+FN-F=ma，求得金屬塊的質(zhì)量m=0.50kg。

　　上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半時，彈簧的彈力仍F，上頂板的壓力為F/2，設箱和金屬塊的加速度為a1，有　mg+-F=ma1，解得a1=0，箱處于靜止或做勻速直線運動。

　　當上頂板的壓力恰好等于零時，mg-F=ma2，得加速度a2=-10m/s2，“-”號表示加速度方向向上。

　　若箱和金屬塊豎直向上的加速度大于10m/s2，彈簧將被進一步壓縮，金屬塊離開上頂板，上頂板壓力傳感器的示數(shù)也為零。只要加速度大于或等于10m/s2，方向豎直向上，不論箱是向上加速運動或向下減速運動，上頂板壓力傳感器的示數(shù)都為零。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場．A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m，電荷量為g（g＞0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處．孔的下沿左側也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間To第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的
1
k
（k＞1）求：
（l）小球第一次接觸Q時的速度大��；
（2）假設小球第n次彈回兩板間后向右運動的最遠處沒有到達B板，試導出小球從第n次接觸Q，到本次向右運動至最遠處的時間Tn的表達式；
（3）若k=2，且小孔右側的軌道粗糙與帶電小球間的滑動摩擦力為f=
qE
4
，試求帶電小球最終停止的位置距P點的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的正、負電荷，在兩板間形電場強度大小為E勻強電場．A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔中有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m，電荷量為q（q＞0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處．一自然長度為L的輕彈簧左端固定在距A板左側L處擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小球，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)過一段時間第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的
1
k
（k＞l）．求：
（1）彈簧第一次壓縮到最左邊時的彈性勢能；
（2）小球在與B板相碰之前，最多能與薄板Q碰撞多少次；
（3）設A板的電勢為零，當k=2，且小孔右側的軌道粗糙與帶電小球間的滑動摩擦力Ff=
qE
4
時，求帶電小球初、末狀態(tài)的電勢能變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2l，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場．A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處．孔的下沿左側也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板l處有一固定檔板，長為l的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小球，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔（不與金屬板A接觸）后與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開彈簧的瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與彈簧接觸時小球電荷量的
1k
（k＞1）．
（1）小球第一次接觸薄板Q后，則彈簧的彈性勢能多大；
（2）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動的最遠處恰好到達B板，小球從開始運動到被第N次彈回兩板間向右運動到達B板的總時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖12所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2l，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場。A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處�？椎南卵刈髠纫灿幸慌c板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板l處有一固定檔板，長為l的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小球，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔（不與金屬板A接觸）后與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能。小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開彈簧的瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與彈簧接觸時小球電荷量的（k>1）。

（1）小球第一次接觸薄板Q后，則彈簧的最大彈性勢能多大；

（2）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動的最遠處恰好到達B板，小球從開始運動到被第N次彈回兩板間向右運動到達B板的總時間。w.w.w.k.&s.5*u.c.om

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年河北省邢臺市高三第一次模擬物理卷 題型：計算題

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處．孔的下沿左側也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間To第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的求：

（l）小球第一次接觸Q時的速度大小，

（2）假設小球第n次彈回兩板間后向右運動的最遠處沒有到達B板，試導出小球從第n次接觸Q，到本次向右運動至最遠處的時間Tn的表達式，

（3）若k=2，且小孔右側的軌道粗糙與帶電小球間的滑動摩擦力為f=qE/4，試求帶電小球最終停止的位置距P點的距離．

 

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