题目内容

【题目】如图所示,倾角为 的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板,A、B两物体质量均为m,通过劲度系数为k的轻质弹簧相连放在斜面上,开始时两者都处于静止状态,现对A施加一沿斜面向上的恒力F=2 μmgsinθ(g为重力加速度),经过作用时间t,B刚好离开挡板,若不计空气阻力,求

(1)刚施加力F的瞬间,A的加速度大小

(2)B刚离开挡板时,A的速度大小

(3)在时间!内,弹簧的弹力对A的冲量IA

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)刚施加力F的瞬间,弹簧的形变不发生变化,有:F=mgsinθ

根据牛顿第二定律,对A:F+F-mgsinθ=ma

解得a=2gsinθ.

(2)由题意可知,开始时弹簧处于压缩状态,其压缩量为

B刚要离开挡板时,弹簧处于伸长状态,其伸长量

此时其弹性势能与弹簧被压缩时的弹性势能相等;

从弹簧压缩到伸长的过程,对A由动能定理:

解得

(3)设沿斜面向上为正方向,对A由动量定理:

解得

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