将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动,金属块始
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解题思路:对m分析,根据牛顿第二定律求出m的质量,当上项板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,由于下面传感器示数不变,根据牛顿第二定律求出金属块的加速度,从而判断出箱子的运动情况.当上顶板示数为零,恰好没有离开上板,知下面传感器的示数仍然为10N,结合牛顿第二定律求出金属块的加速度,从而判断出箱子的运动情况.

(1)由牛顿第二定律知:

N-mg-N=ma

其中a=-2.0m/s2

代入数据解得:m=0.5Kg,所以重力为mg=5N

(2)选向上为正,设下底板压力为N,则上底板压力为0.4N:

N-0.4N-mg=ma

解得:a=[0.6N−mg/m]=[0.6×10−5/0.5]=2.0m/s2

方向竖直向上

(3)当上顶板示数为零,恰好没有离开上板,知下面传感器的示数仍然为10N,由牛顿第二定律知

N-mg=ma′

解得a′=[10−5/0.5]=10m/s2

以a=10m/s2的加速度向上加速或向下减速

答案为(1)5N(2)a=2m/s2,竖直向上(3)以a=10m/s2的加速度向上加速或向下减速

点评:

本题考点: 牛顿运动定律的应用-超重和失重.

考点点评: 金属块与箱子具有相同的加速度,解决本题的关键对金属块受力分析,根据牛顿第二定律进行求解.

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