题目内容
如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上做匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.求从F开始作用到物块B刚要离开C的时间.
【答案】分析:根据共点力平衡以及胡克定律求出未施加F时弹簧的压缩量,根据共点力平衡和胡克定律求出B刚要离开时弹簧的伸长量,通过牛顿第二定律求出A的加速度大小,通过位移时间公式求出从F开始作用到物块B刚要离开C的时间.
解答:解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿第二定律可知,
mgsin30°=kx1.
令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A的加速度,由胡克定律和牛顿第二定律可知kx2=mgsin30°,F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg代入上式,又由解得
t=.
答:从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为t=.
点评:本题综合考查了共点力平衡、胡克定律和牛顿第二定律,综合性较强,关键理清初末状态,结合动力学知识求解.
解答:解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿第二定律可知,
mgsin30°=kx1.
令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A的加速度,由胡克定律和牛顿第二定律可知kx2=mgsin30°,F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg代入上式,又由解得
t=.
答:从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为t=.
点评:本题综合考查了共点力平衡、胡克定律和牛顿第二定律,综合性较强,关键理清初末状态,结合动力学知识求解.
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