题目内容
(10分)如图所示,在倾角为
的光滑斜面
的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块
,
为一垂直固定在斜面上的挡板。
总质量为
,
质量均为
,弹簧的劲度系数为
,系统静止于光滑水平面上。现用一水平力
从零开始缓慢增大作用于斜面
,求:
![]()
(1)当
与斜面相对静止时,物块
刚要离开
时的力
;
(2从开始到此时物块
相对于斜面的位移
。(物块
一直没有离开斜面
,重力加速度为
)
解析:
(1)当
刚要离开挡板时,由于
质量相等,它们的重力在斜面上的分力也相等,所以弹簧无形变。
受力如图,设此时三物块具有共同的加速度
,则有:![]()
![]()
对整体法,根据牛顿第二定律有:![]()
联立解得:
(2)由以上分析可知从开始到此时物块
相对于斜面的位移
就等于开始时弹簧的形变量,开始时
受力如图,则有弹簧的弹力
等于重力沿斜面向下的分力,即
,由胡克定律知:
,所以得:![]()
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