將金屬塊用壓縮的輕彈簧頂在一個(gè)矩形箱的頂部，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，能夠顯示箱受到的壓力，箱置于升降機(jī)中可以在豎直方向運(yùn)動(dòng).當(dāng)箱以a=2.0 m/s2的加速度勻減速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為6.0 N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力為12.0 N.(g取10 m/s2)

（1）若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器示數(shù)的四分之一，試判斷箱的運(yùn)動(dòng)情況.

（2）要使兩個(gè)壓力傳感器中的一個(gè)示數(shù)為零，箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的？

略

解析：（1）設(shè)向下為正方向，當(dāng)金屬塊以2 m/s2的加速度勻減速向上運(yùn)動(dòng)，金屬塊受力如圖所示.由牛頓第二定律得：mg+F2-F1=ma

故m= kg=0.75 kg

當(dāng)F2′=F1′時(shí)，由于F1′=12.0 N不能變，故F2′=3.0 N.由牛頓第二定律：

F2′+mg-F1′=ma1,解得a1=-2.0 m/s2.

箱以大小為2 m/s2的加速度向下減速或向上加速運(yùn)動(dòng).

（2）要使一個(gè)壓力傳感器的示數(shù)為零，只能是上面的為零，金屬塊向上的加速度達(dá)到一定的值可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)彈簧的形狀沒有改變時(shí)，有符合條件的最小加速度.根據(jù)牛頓第二定律得：F1-mg=ma2,解得a2=6.0 m/s2.

所以當(dāng)箱向上的加速度大于或等于6 m/s2時(shí)，必有上底板壓力傳感器示數(shù)為零，運(yùn)動(dòng)的情況可能是向上加速運(yùn)動(dòng)或者向下減速運(yùn)動(dòng).


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為g（g＞0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處．孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時(shí)間To第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的
1
k
（k＞1）求：
（l）小球第一次接觸Q時(shí)的速度大��；
（2）假設(shè)小球第n次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q，到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式；
（3）若k=2，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為f=
qE
4
，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的正、負(fù)電荷，在兩板間形電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E勻強(qiáng)電場(chǎng)．A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)），孔中有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q（q＞0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處．一自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定在距A板左側(cè)L處擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小球，它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)過一段時(shí)間第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的
1
k
（k＞l）．求：
（1）彈簧第一次壓縮到最左邊時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）小球在與B板相碰之前，最多能與薄板Q碰撞多少次；
（3）設(shè)A板的電勢(shì)為零，當(dāng)k=2，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力Ff=
qE
4
時(shí)，求帶電小球初、末狀態(tài)的電勢(shì)能變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2l，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處．孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板l處有一固定檔板，長(zhǎng)為l的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q．撤去外力釋放帶電小球，它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔（不與金屬板A接觸）后與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開彈簧的瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與彈簧接觸時(shí)小球電荷量的
1k
（k＞1）．
（1）小球第一次接觸薄板Q后，則彈簧的彈性勢(shì)能多大；
（2）假設(shè)小球被第N次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處恰好到達(dá)B板，小球從開始運(yùn)動(dòng)到被第N次彈回兩板間向右運(yùn)動(dòng)到達(dá)B板的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為，電荷量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處。孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能。小球從接觸 Q開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的。求：

（1）小球第一次接觸Q時(shí)的速度大��；

（2）假設(shè)小球第次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第次接觸 Q，到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式；

（3）若，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離。

 

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科目：高中物理 來源：2011屆湖北省八校高三第一次聯(lián)考（理綜）物理部分 題型：計(jì)算題

如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。A板上有一小孔（它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為，電荷量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處�？椎南卵刈髠�(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板L處有一固定檔板，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能。小球從接觸 Q開始，經(jīng)歷時(shí)間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的。求：
（1）小球第一次接觸Q時(shí)的速度大��；
（2）假設(shè)小球第次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板，試導(dǎo)出小球從第次接觸 Q，到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式；
（3）若，且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為，試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離。

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