题目内容

如图所示,质量为m的物体被劲度系数为k2的弹簧2悬挂在天花板上,下面还拴着劲度系数为k1的轻弹簧1,托住下弹簧的端点A用力向上压,当弹簧2的弹力大小为
mg2
时,弹簧1的下端点A上移的高度是多少?
分析:A点上升的高度等于弹簧2和弹簧1缩短长度之和,弹簧2的弹力2为
mg
2
,可能处于压缩,也可能处于伸长,结合胡克定律和共点力平衡求出A点上升的高度.
解答:解:A点上升的高度等于弹簧2和1缩短的长度之和.
A点上升,使弹簧2仍处于伸长状态时,弹力减小了
mg
2

弹簧2比原来缩短:△x2=
mg
2k2
       ①
弹簧1的弹力为
mg
2
,压缩量为:△x1=
mg
2k1
,②
所以:△x=△x1+△x2=
mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
.   ③
A点上升,使弹簧2处于压缩状态时,向下的弹力
mg
2

压缩量△x2=
mg
2k2
,所以弹簧2总的压缩量:△x′=△x2+
mg
2k2
=
mg
k2

弹簧1上的弹力为:mg+
mg
2
,△x1=
3mg
2k2
   ⑤
△x=
3mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
.          ⑥
所以弹簧1的下端点A上移的高度是
mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
,或
3mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
.  
答:弹簧1的下端点A上移的高度是
mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
,或
3mg(
1
k1
+
1
k2
)
2
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡和胡克定律进行求解.
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