Question

高一物理题

一个弹簧秤放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质量M=10.5KG，Q的质量m=1.5kg，弹簧的质量不计，劲度系数K=800N/M，系统处于静止，如图所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2秒时间内F为变力，0.2秒后F为恒力。求F的最大值和最小值。

Answer 1

静止时，设弹簧压缩量l ，则kl=(M+m)g,解得l=0.15m.
因为整体匀加速，所以开始时F取最大值Fmax,0.2s后的恒力最小Fmin.
设加速度a,则弹簧在0.2秒内x=1/2at^2=0.02a
0.2s后，对p:Fmax-Mg=Ma
对q:k(l-x)-mg=ma
由上式解得a=6m/s^2
所以Fmax=168N,Fmin+kl-(M+m)g=(M+m)a,Fmin=72N

Answer 2

P的加速度由外力提供
外力F-Mg=Ma1
Q的加速度由弹力提供，弹力N-mg=ma2，
当a1=a2时，P和Q之间没有作用力
开始时弹簧压缩距离
KX=（m+M)g
800X=(10.5+1.5)*10
X=0.15m
物体P匀加速上升，上升距离
S=1/2at^2
K(X-S)-mg=ma
由两式得a=6m/s^2
力最小时
f小=(M+m)a
f小=12*6
f小=72N
最大是
f大-Mg=Ma
f大=10.5*6+10.5*10
f大=168N

追问

这答案搜的时候看到过了 表示 我一点都看不懂

追答

你要看懂还是要直接过程，可以选择一下
（1）由于P做匀加速直线运动，他受到的合外力一定是恒力，P收到的外力共有三个：重力，向上的力及Q对P的支持力Fn，其中重力Mg为恒力，Fn为变力，题目说0.2s以后为恒力，说明t=0.2s的时刻，正是P与Q开始脱离接触的时刻，及临界点。
（2）t=0.2s的时刻，是Q对P的作用力Fn恰好成为零的时刻，此时刻P与Q具有相同的速度及加速度，因此，此时可弹簧并未恢复原长，也不能认为此时刻弹簧的弹力为零。
（3）……（剩下的自己想，实在不行再找我，不写了）