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,金属块始终没有离开上顶板.当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的压力显示压力为6.0N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0N.(g=10m/s2)(1)金属块的重力多大?(2)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的0.4倍,试求箱的加速度大小和方向.(3)要使上顶板压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?

问题描述:

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,金属块始终没有离开上顶板.当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的压力显示压力为6.0N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0N.(g=10m/s2

(1)金属块的重力多大?
(2)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的0.4倍,试求箱的加速度大小和方向.
(3)要使上顶板压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?

(1)由牛顿第二定律知:N下-mg-N上=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−mgm=0.6×10−50.5=2.0m/s2方向竖...
答案解析: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.
考试点:牛顿运动定律的应用-超重和失重.


知识点: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.