Question

將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動，金屬塊始終沒有離開上頂板。當(dāng)箱以a="2.0" m/s²的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的壓力顯示壓力為6.0 N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0 N。（g="10" m/s²）

（1）金屬塊的重力多大?
（2）若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的0.4倍，試求箱的加速度大小和方向。
（3）要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的?

Answer 1

（1）5N （2）a=1m/s²，豎直向上 （3）以a=10m/s²的加速度向上加速或向下減速

（1）以物體為研究對象，物體受重力、彈簧支持力、上頂板的壓力，根據(jù)牛頓第二定律，，所以，金屬塊的重力為5N
（2）只要上頂板有壓力，說明彈簧的形變量不變，即下底板壓力不變?yōu)?0N，則上頂板壓力為4N，根據(jù)牛頓第二定律可知，，則，方向豎直向上
（3）若上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，則對物體有：，可得，方向豎直向上，所以物體可能以a=10m/s²的加速度向上加速或向下減速