兰州市安宁区房管局:高中物理题

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/29 07:32:33
弹簧底部与地面相连,上部放置一质量为M千克的托盘,托盘上放置一质量为m千克的物体。托盘和物体原来静止。现对物体施加一个竖直向上的力,使物体匀加速上升。时间经过了t秒后,物体以初速为v0离开托盘。问:刚开始时,对物体施加的力多大?

这个力一直维持了物体在(重力,弹簧向上弹力,拉力)作用下保持了向上的匀加速运动。

设此加速度为a,则a*t=v0-0=v0,所以a=v0/t

刚开始三力(重力,弹簧向上弹力,拉力)作用下的牛顿第二定律方程为

F-G+f弹簧=(M+m)*a

而G=f弹簧,因为一开始这辆个力作用下物体是静止的。

所以F=(M+m)*a=(M+m)*v0/t

要注意到这个力是不断变化的,因为随着物体和弹簧上升,物体受到的弹簧的向上的作用力逐渐减小的。

但是,这个力一直维持了物体在(重力,弹簧向上弹力,拉力)作用下保持了向上的匀加速运动。

设此加速度为a,则a*t=v0-0=v0,所以a=v0/t

刚开始三力(重力,弹簧向上弹力,拉力)作用下的牛顿第二定律方程为

F-G+f弹簧=(M+m)*a

而G=f弹簧,因为一开始这辆个力作用下物体是静止的。

所以F=(M+m)*a=(M+m)*v0/t

这里把托盘和物体当作一个整体进行研究,避免了内部作用力的烦琐分析。当然答案是一样的。

补充一下,为什么可以把托盘和物体当作一个整体进行研究呢 ,因为他们两个在t秒之前都没有分离,所以两个的运动状态是一样的。

如果你一开始考虑F作用下,托盘对物体的作用力的话,就陷入复杂了,当然也能分析。

F-mg+N=ma
f弹簧-Mg-N=Ma f弹簧=(M+m)g 所以N=mg-Ma 带入上式
还是得到F=(M+m)a

设加速度为a
则t秒后a*t=V0,可知a=V0/t
初始时,物体受托盘支持力为m*g,但存在重力,加速度已求得,支持力重力已知,则可知初始时的施力为F=m*a=m*V0/t

F=[mvo+(M+m)gt]/t

hehe
F-mg+N=ma