将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示。在箱的上顶板和下底板安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力为6.0N,下底板

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 超重/2022-10-27 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示。在箱的上顶板和下底板安有压力传感器,箱 可以沿竖直轨道运动。当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力为6.0N,下底板的传感器显示的压力为10.0N,取g=10m/s2
(1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况;
(2)要使上顶板传感器的示数为零,箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?

◎ 答案

解:(1)由于静止时,上顶板的压力F2=6 N,下底板的压力F1=10 N,由物体的平衡方程,得F1=F2+mg
所以
当上顶板的示数是下底板的一半时,由于弹簧的长度没有变,所以下底板的示数不变,还是10 N,上顶板的示数就应是F2'=5 N。规定竖直向上为正方向,由牛顿第二定律,得F1-F2'-mg=ma
所以
此时箱子做加速度为a=2.5 m/s2向上的匀加速运动或者向下的匀减速运动
(2)上顶板传感器示数为0时,下底板的压力最小值为F1=10 N,由牛顿第二定律得F1-mg= ma0'
所以
可知箱子向上的加速度a'≥15 m/s2,即箱子向上加速运动或向下减速运动均可

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示。在箱的上顶板和下底板安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力为6.0N,下底板…”主要考查了你对  【超重】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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