题目内容
如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10 m/s2），则正确的结论是
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C．物体的质量为3 kg
D．物体的加速度大小为5 m/s2
【答案】
D
【解析】在刚开始，物块受重力和弹簧的弹力，并且处于静止状态，即
，在施加力F后，物体以恒定的加速度向上加速，故
，在物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，弹力为零，此时物体受向上的拉力F和向下的重力，故
，两式联立得，物体的质量为2kg，加速度为5 m/s2，又知在刚开始时弹簧弹力最大，物体与弹簧分离时发生的位移为弹簧在刚开始时的压缩长度，由胡克定律可得
，弹簧的劲度系数为2.5 N/cm ，所以选D。
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