Question

一个弹簧台秤的秤盘和弹簧的质量都不计，盘内放一个物体P处于静止状态，如图所示P的质量为m=10kg，弹簧的劲度系数为k=500N/m，现给P施加一个竖直向上的力F，使P由静止开始向上作匀加速直线运动．已知在最初0.2s内F是变力，在0.2s以后是恒力，则F的最小值是    N，最大值是    N．

Answer 1

【答案】分析：在P和秤盘分离之前F为变力，分离后，F为恒力；两物体分离瞬间，P对秤盘无作用力，弹簧处于原长，但P的加速度还与原来一样，此后P做匀速运动，而从开始到分离历时0.2s，由分析可知，刚开始时F最小，F为恒力时最大
解答：解：设刚开始时弹簧压缩亮为x，则：
x==0.2m
在前0.2s时间内，有运动学公式得：
x=at²…②．
由①②解得：a=10m/s²
由牛顿第二定律得，
开始时，F_min=ma=100N
最终分离后，F_max-mg=ma
即：F_max=m（g+a）=200N
故答案为：100；200
点评：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．