原来静止时,弹簧压缩量设为x0,则
kx0=(m+M)g①
解得x0=0.15m
刚起动时F有最小值(设为F1),对P、M整体,应用牛顿第二定律得
F1+kx0-(m+M)g=(m+M)a②
比较①②式,即有F1=(m+M)a③
当t=0.2s后P离开了M,0.2s时P、M间挤压力恰为零,F有最大值(设为F2),对P由牛顿第二定律得
F2-mg=ma④
此时弹簧压缩量设为x,对M有
kx-Mg=Ma⑤
对P、M运动情况,由运动学知识得
x0-x=at2/2⑥
⑤⑥式联立解得
a=6m/s2,x=0.03m
a值代入③式,解得最小值F1=72N
a值代入④式,解得最大值F2=168N