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如图,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止.P的质量为12kg,弹簧的劲度系数k=800N/m.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动.已知在前0.2s内F是变化的,在0.2s以后F是恒力,则F的最小值是多少,最大值是多少?

【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量为x,则:
x==0.15m…①
在前0.2s时间内,有运动学公式得:
x=at2…②.
由①②解得:a=7.5m/s2
由牛顿第二定律得,
开始时,Fmin=ma=90N
最终分离后,Fmax-mg=ma
即:Fmax=m(g+a)=210N
答:力F最小为90N,最大为210N
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
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如图,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计,盘内放一个物体P处于静止.P的质量为12 kg,弹簧的劲度系数k=800 N/m.现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动.已知在前0.2 s内F是变化的,在0.2 s以后F是恒力,则F的最小值是多少,最大值是多少?

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