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

问题描述:

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?

设刚开始时弹簧压缩量为x,则:
x=

mg
k
=0.15m…①
在前0.2s时间内,有运动学公式得:
x=
1
2
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