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如图,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止。P的...

如图,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg,弹簧的劲度系数k=800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在前02s内F是变化的,在02s以后F是恒力,则F的最小值是多少,最大值是多少?

 

 

90N; 210N 【解析】 试题分析:以物体P为研究对象。物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。 因为物体静止,∑F=0 N=G=0 ① N=kx0 ② 设物体向上匀加速运动加速度为a。此时物体P受力如图;受重力G,拉力F和支持力N′ 据牛顿第二定律有 F+N′-G=ma ③ 当0.2s后物体所受拉力F为恒力,即为P与盘脱离,即弹簧无形变,由0~0.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动,则 将式①②中解得的x0=0.15m 代入式③解得a=7.5m/s2 F的最小值由式③可以看出即为N′最大时,即初始时刻N′=N=kx。 代入式③得 Fmin=ma+mg-kx0=12×(7.5+10)-800×0.15 =90(N) F最大值即N=0时,F=ma+mg=210(N) 考点:牛顿第二定律的应用 【名师点睛】弹簧的弹力是变力,分析好何时两者分离是关键,此时两者间无作用力,此时弹簧处于原长,另外牛顿定律与运动学公式的熟练应用也是同学必须掌握的.  
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