将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9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

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/05 11:16:56

将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9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6.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N.（取）
（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,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?
图就是一个框,里面的上部是一个金属块,抵着顶,下面用一根弹簧连接到箱底.
我看了答案后有两个不解之处:
1.为什么第一题中 Fn下仍等于10N?
2.在a=2m/s^2下,去算M(箱子)质量,是这个式子吗:Fn下+Mg-Fn上=Ma?为什么M是负的?

首先明确一点：轻质弹簧的弹力只跟它的伸缩量有关.本题中弹簧显然处于压缩状态,且因为它被限制在箱中,所以只能再压缩,而不能伸长.如果弹簧是处于上顶板与金属块之间,那么上顶板的压力肯定不能为0,因为始终处于压缩状态的弹簧一定会对与它直接接触的上顶板产生不为0的压力,这与问题(2)中“使上顶板传感器的示数为0”矛盾,所以,弹簧必处于下底板与金属块之间.如题状态,上顶板上有6牛的压力,这意味着弹簧处于它在箱中能具有的最大的长度（设为L0）,试想,若弹簧再缩短一些,那它就不会把金属块紧紧顶到上顶板上了,而上顶板因此也就不会有压力了.弹簧长为L0时的弹力正是题中给出的下底板上的压力10牛,只要弹簧保持L0的长度不变,它就保持10牛的弹力不变.看金属块的受力：向下的有重力m*g（取g=10m/s^2）、上顶板对它的压力6牛,向上的有下底板对它的10牛.取向下的方向为正方向,可列：m*g+6-10=m*a,故m=(10-6)/(g-a)=4/(10-2)=0.5(Kg).当“上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半”时,弹簧仍长为L0,其弹力也仍为10牛.于是上顶板的压力就是5牛……m*g+5-10=m*a'……a'=0——匀速运动.当“上顶板传感器的示数为0”时……m*g+0-10≥m*a''（之所以取≥号,是因为此时若弹簧长度小于等于L0时,亦即其弹力大于等于10牛时,都能满足上顶板压力为0的条件）……a''≤-10(m/s^2)——以a≥10m/s^2的加速度竖直向上做匀加速运动.