题目内容

如图所示,一劲度系数为k = 800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m = 12kg的物体A、B。物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F在上面物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经0.4s物体B刚要离开地面,设整个过程中弹簧都处于弹性限度内,取g = 10m/s2 ,求:

(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值。

(2)此过程中外力F所做的功。

 

【答案】

(1)45N,285N   (2) 49.5J

【解析】

试题分析:(1)开始时弹簧的压缩量,经0.4s物体B刚要离开地面时弹簧的伸长量为,所以物体A上升的距离为2x1,则有,求得a=3.75m/s2,根据牛顿定律对A,,当弹力最大时,F最小,最小值为;物体B刚要离开地面时 F最大,此时,解得.

(2) 经0.4s物体B刚要离开地面时,A的速度为,从开始运动到物体B刚要离开地面,对物体A由动能定理可得(此过程中弹力做功为零)解得:W=49.5J

考点:此题考查牛顿定律、动能定理及胡克定律。

 

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