物体A静止在台秤的秤盘B上,A的质量为10.5kg,B的质量为1.5kg,弹簧质量不记,劲度系数k=800N/m,现给A施加一竖直方向的力F,使它一直向上做匀加速直线运动,已知力F在开始的t=0.2s内是变力,此后是恒力
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/07 19:29:38
物体A静止在台秤的秤盘B上,A的质量为10.5kg,B的质量为1.5kg,弹簧质量不记,劲度系数k=800N/m,现给A施加一竖直方向的力F,使它一直向上做匀加速直线运动,已知力F在开始的t=0.2s内是变力,此后是恒力
物体A静止在台秤的秤盘B上,A的质量为10.5kg,B的质量为1.5kg,弹簧质量不记,劲度系数k=800N/m,现给A施加一竖直方向的力F,使它一直向上做匀加速直线运动,已知力F在开始的t=0.2s内是变力,此后是恒力,求F的最大值和最小值.
请说清楚由加速度算力时是考虑不考虑秤盘,以及为什么,
答案是74N和200N,但没有过程……
物体A静止在台秤的秤盘B上,A的质量为10.5kg,B的质量为1.5kg,弹簧质量不记,劲度系数k=800N/m,现给A施加一竖直方向的力F,使它一直向上做匀加速直线运动,已知力F在开始的t=0.2s内是变力,此后是恒力
因为已知F在一定时间内是変力,而A的加速度不变,首先可以想到的是,A的加速度不会大于7*g(10.5/1.5=7).而A在0.2秒内会受到B对他的压力,此压力变化导致F必须变化以便维持匀加速运动.那么F在拉动A的匀加速运动的过程中应该逐渐变大.因为随着弹簧形变的减小,弹簧的张力减小,减去B所受重力以及对B的作用效果Mb*a(常量),B对A的作用力N也逐渐减小,当弹簧张力Fk=Mb*(g+a)时,AB作用力N为0,此时再运动下去AB必将脱离.
开始时弹簧偏离平衡位置Xo=(Ma+Mb)*g/k
此时弹簧偏离平衡位置X1=Mb*(g+a)/k
因为此段路程是匀加速,运动方程为Xo-X1=0.5*a*t^2
其中t=0.2
三个独立方程,解出Xo,X1,a三个未知数,
其中a=0.6*g
则Fmax为A脱离B后的恒力=Ma*(g+a)=Ma*1.6g取g=10,Fmax=168N
Fmin=Fmax-Nab0
Nab0=Ma*g-Mb*a=72N
分离时 a=Fmax-m2g/m2=N-m1g/m1
N=k(x1+x2)=((m1+m2)g/k-0.5at^2)k
解得a=6m/s^2 Fmax=168N
刚拉时 Fn+m1g-(m1+m2)g=-6m1
得Fn=96N
Fmin+Fn-m2g=6m2
得Fmin=72N
(分离时 秤盘和物体加速度相同)
答案绝对是168 72这题我做过3遍……
最小是最开始时,因为0.2秒为变力,所以A0.2秒后离开B,0,2秒内AB看作整体 F+KX1=(Ma+Mb)(a+g)得X1=0.15 当弹簧弹力等于Mb(a+g)时F为衡力X2=Mb(a+g)/K 所以0.2妙内加速位移S=X1-X2 又因为S=1/2at^2 所以最小为72牛 最大为168牛