Question

【题目】如图甲所示，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直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2)，求：

（1）物体的质量m；

（2）物体的加速度大小a；

（3）弹簧的劲度系数k。

Answer 1

【答案】（1）2kg（2）5m/s2（3）500N/m

【解析】

由题意，刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有：

mg=kx①

拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有

F1+kx-mg=ma ②

物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有

F2-mg=ma ③

x=0.04cm，代入数据，联立解得：

m=2kg

a=5m/s2

k=500N/m