Question

高一物理，牛顿运动定律一章有关问题

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。当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器显示的压力为10.0N。（取g=10m/s2）（1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。（2）若上顶板传感器的示数为零（铁块没有离开上板），箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？

解答是这样的解：（1）分析铁块受力，F1、F2大小与上下传感器示数相等，由牛顿第二定律得： mg＋F1－F2=ma ①代入数据，F1=6.0N，F2=10.0N，a=2.0m/s2 解得：m=0.5㎏ 若F1=F2/2，因弹簧长度没有变化所以，F2=10.0N，F1=5.0N 代入①式，解得此时的加速度a=0 箱向上或向下做匀速运动 （2）若F1=0而F2=10.0N不变 将数据代入①式，解得：a=－10.0m/s2箱向上做匀加速或向下做匀减速运动，加速度大小均为10.0m/s2我不懂①式是怎么来的。我也不知道我哪里不懂反正这个解答我看不懂T^T，这个不应该是m的运动情况吗，可是F1F2都是箱子的受力啊，到底是怎么搞得T^T，要是解答能再详细点就好了，可能这个解答已经很详细了可是我真的看不懂搞不明白T^T
还有一种解答是
解：（1）当a=2m/s2，方向竖直向下时，由牛顿第二定律有：F上+mg-F下=ma解得：m=0.5 kg当上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数的一半时，由牛顿第二定律有：F上'+mg-F下=ma'，得a'=0所以升降机应做匀速直线运动或静止（2）若F上=0，则F下≥10 N，设升降机的加速度为a1，则：F下-mg=ma1

故升降机做向上的匀加速或向下的匀减速运动，加速度a≥10 m/s2

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Answer 1

1、要学会用已有知识从公式去判断力的方向
牛顿第二定律在应用时，同一直线上，正方向上的力的和 减 负方向上的力的和。

研究对象为金属块，金属块受到三个力：重力、弹簧向上的弹力（支持力）、上板向下的压力
从
mg＋F1－F2=ma ①
可知，F1与mg同方向，竖直向下，即上板对金属块向下的压力 （对应另一种解法的F上）
F2与mg方向相反，竖直向上，弹簧对金属块向上的弹力（对应另一种解法的F下）

轻弹簧没有质量，没有加速度，弹簧两端的力一样大均为F2

2、根据牛顿第三定律，力的作用是相互的
（1）上板对金属块施加向下的压力F1，则金属块对上板也施加F1大小的压力
（2）下板对弹簧施加F2的力，则弹簧对下板也施加F2大小的压力

3、弹簧的弹力大小由本身形变和劲度系数决定，
本题中金属块没离开上板，所以弹簧的形变量不变，弹力不变，因此F2为一定值＝10.0N