图可自行放大,168N 72N
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/29 02:44:48
图可自行放大,168N 72N
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这个问题的关键就在于分析出什么时候F的大小不变了和为什么。我慢慢说
以一个匀加速运动的物体,所受的合力是恒定不变的。
考虑一个极端情况,当物体脱离弹簧之后,其仍保持匀加速直线运动。
所以,设加速度a的话,我们就知道,物体所受的合力,一直是ma,这里的m不包括托盘的质量。
物体的合力,有两个力提供,一个是F,是我们要求的力,另一个是弹簧的弹性力。
F最小的时候...
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这个问题的关键就在于分析出什么时候F的大小不变了和为什么。我慢慢说
以一个匀加速运动的物体,所受的合力是恒定不变的。
考虑一个极端情况,当物体脱离弹簧之后,其仍保持匀加速直线运动。
所以,设加速度a的话,我们就知道,物体所受的合力,一直是ma,这里的m不包括托盘的质量。
物体的合力,有两个力提供,一个是F,是我们要求的力,另一个是弹簧的弹性力。
F最小的时候,显然,弹性力最大,也就是在最低位置的时候。我们知道,合力ma,弹性力,mg,相减,得到F。
问题在于加速度a不知道,找一找条件,也没有可以求加速度的直接条件。那么我们先放一放。
F最大的时候,就是物体不再受弹簧力的作用的时候。
现在关键来了,什么时候物体不再受弹簧的力的作用呢?
这个时候我们就发现题里面有一个条件我们没有用上,那就是托盘。
我们知道,弹簧把一个东西弹出去的时候,给的力是慢慢变小的,飞出去的东西的加速度也是慢慢变小的。在最初的时候,物块和托盘是共同体。但是后来,他们分离了。
为什么分离呢?
因为物体所受的力ma,完全由F提供,弹簧的弹性力,完全提供给托盘,使其加速度恰为a。
在这一刻之后,弹簧就心有余力不足,没法护送托盘继续追物体,而物体则是一飞冲天头也不回。
多么悲伤的故事。
回过头来看题。
列平衡条件。
设弹簧的初始长度x1,分离长度x2
(x1-x2)*k就是在这段时间弹性力变化的量,是多少呢?ma
x1-x2=1/2at^2 时间是0.2s
好了,方程出来了,两个方程,两个未知数。我们无法解出x1和x2的具体值,但是完全可以解出x1-x2是多少。
解出来之后,后面的问题你就可以自己算了。
如有疑问,再问
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没有施加F,系统静止时,设弹簧形变量为x0,则对系统m1+m2有kx0=m1g+m2g。 解得x0=0.15m。 m1和m2没有分开是可视为一个整体,则有初时刻:F0+kx0-(m1+m2)g=(m1+m2)a。 弹簧弹力减小,F增大。 当m1和m2即将分开时,m1和m2之间没有挤压,且此时加速度均为a, 则对m1有kx1-m1g=m1a, (1) 对m2有F1-m2g=m2a。 (2) 且由运动公式得x0-x1=1/2at2。 (3) 联立(1)、(3)解得a=6m/s2, x1=0.03m。 代入(2)得F1=168N。 从初始时刻的表达式可得F0=72N。
F刚开始作用时弹簧压缩量最大,弹力最大,F最小。弹力 f =(m1+m2)g,F就是此时的合力,F最小=(m1+m2)a=72N,0.2秒后重物秤盘分开了,F最大,F最大-m1g=m1a,F最大=m1(g+a)=10.5*(10+6)N=168N a为6m/s2
同学 很遗憾的告诉你 这道题我们老师说过 一模一样的 可惜我没听懂
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