Question

11．已知彈簧勁度系數(shù)為k，物塊重為m，彈簧立在水平桌面上，下端固定，上端固定一輕的物塊放于盤中，如圖所示．現(xiàn)給物塊以向下的壓力F，當(dāng)物塊靜止時，撤去外力．在此過程中，物塊正好不離開盤，求：
（1）物塊所受的向下的壓力F；
（2）在運動過程中盤對物塊的最大作用力．

Answer 1

分析 （1）抓住物塊正好不離開盤，知物塊振動到最高點時，彈簧正好處在原長位置，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的加速度，結(jié)合對稱性求出最低點的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律和平衡求出F的大�。�
（2）在最低點時，判斷對物塊的支持力最大，結(jié)合最低點的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出盤對物塊的最大作用力．

解答 解：（1）由于物塊正好不離開盤，可知物塊振動到最高點時，彈簧正好處在原長位置，所以此時加速度為：a=g，
由對稱性知，物塊在最低點時的加速度也為a，因為盤的質(zhì)量不計，由牛頓第二定律得：
F_彈-mg=ma，
解得：F_彈=2mg
物塊被壓到最低點靜止時有：
F+mg=F_彈
解得：F=mg．
（2）在最低點時盤對物塊的支持力最大，此時有：N-mg=ma，
解得：N=2mg．
答：（1）物塊所受的向下的壓力F為mg；
（2）在運動過程中盤對物塊的最大作用力為2mg．

點評 本題考查了牛頓第二定律和彈簧問題的綜合，知道最高點和最低點具有對稱性，加速度大小相等，方向相反，挖掘出“物塊正好不離開盤”隱含的物理意義是能否有效迅速解決問題的關(guān)鍵所在．