將金屬塊用壓縮的*簧卡在一個矩形的箱中,如圖所示,在箱的上頂板和下頂板安有壓力傳感器,箱可以沿直軌道運動。當箱...
問題詳情:
將金屬塊用壓縮的*簧卡在一個矩形的箱中,如圖所示,在箱的上頂板和下頂板安有壓力傳感器,箱可以沿直軌道運動。當箱以a=2.0m/s2的加速度作豎直向上的勻減速運動時,上頂板的傳感器顯示的壓力爲6.0N,下頂板的傳感器顯示的壓力爲10.0N,取g=10m/s2.
(1)上頂板傳感器的示數是下頂板示數的一半,試判斷箱的運動情況。
(2)使上頂板傳感器的示數爲0,箱沿豎直方向的運動可能是怎樣的?
【回答】
解:設金屬塊的質量爲m,根據牛頓第二定律,則:
F上一F下+mg=ma,解得 m=0.5Kg
(1)當上頂板的示數是下頂板示數的一半時,由於上頂板仍有壓力,說明*簧的長度沒有變化,因此*簧的*力仍爲10.0N,則設此時的加速度爲a1,根據牛頓第二定律有:
F上一F下/2+mg=ma1
即a1=0,此時箱靜止或勻速直線運動。
(2)當上頂板沒有壓力時,*簧的長度只能等於或小於目前的長度,即下頂板的壓力等於或大於10.0N,這時金屬塊的加速度爲a2,應滿足:
F下一mg=ma2 解得a2=10 m/s2
即只要箱的加速度向上,且等於或大於10m/s2, 向上加速或向下減速,便可滿足要求
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題