Question

一個彈簧秤放在水平地面上，Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤，P為重物，已知P的質量M ="10.5" kg，Q的質量 m ="1.5" kg，彈簧的質量不計，勁度系數(shù) k ="800" N/m，系統(tǒng)處于靜止.如圖所示，現(xiàn)給P施加一個方向豎直向上的力F，使它從靜止開始向上做勻加速運動，則在向上運動的過程中力F隨時間變化的圖象是（ ）

Answer 1

C

試題分析: 最初時，彈簧的彈力等于PQ的總重力（M+m）g。
剛開始運動時，PQ的加速度相同，把PQ看成一個整體，PQ整體受到的外力共有3個：重力、向上的力F及彈簧彈力F_彈，做勻加速運動，根據牛頓第二定律得：
F_合=（M+m）a
F+F_彈-（M+m）g=（M+m）a
設P的位移為x
所以F=（M+m）（a+g）-（（M+m）g-kx）=（M+m）a+ kat²/2；
即在P與Q分離前F隨時間變化圖象是拋物線，且t=0時，F(xiàn)=（M+m）a
當P與Q分離時，P只受重力和F作用，仍做勻加速運動，此時F為恒力．故C正確