将金属块m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装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s2加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶
◎ 题目
将金属块m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装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s2加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶板的压力传感器显示的压力N=7.2N,下底板的压力传感器显示的压力F=12.0N。(g=10m/s2) (1)若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半,试判断箱的运动情况。 (2)要使上顶板的压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的? |
◎ 答案
(1)箱处于静止或匀速直线运动(2)加速度方向向上 |
◎ 解析
【错解分析】不会分析上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时,弹簧长度不变,弹簧弹力仍为F,上顶板压力为F/2,无法得出a1=0的结果。 【正解】(1)下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F,金属块的受力如图所示 上顶板的压力N=7.2N,弹簧的弹力F=12.0N,而加速度方向向下, 有mg+N-F="ma" 得 m=0.60kg 上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时,弹簧长度不变,弹簧弹力仍为F,上顶板压力为F/2, 有 解得 a1=0,即箱处于静止或匀速直线运动 (2)当上顶板的压力恰好为零时,弹簧长度还不变,弹簧弹力还为F, 有 , 解得 a2=-10m/s2,“-”号表示加速度方向向上。 若箱和金属块竖直向上的加速度大于10m/s2,弹簧将进一步压缩,金属块要离开上顶板,上顶板传感器的示数也为0。只要竖直向上的加速度大于或等于10m/s2,不论箱是向上加速还是向下减速, 上顶板压力传感器的示数都为0。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“将金属块m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装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s2加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 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。- 最新内容
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