题目内容

【题目】如图甲所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m的物体AB(物体B与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为k,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A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的vt图象如图乙所示(重力加速度为g),则(

A.施加外力的瞬间,F的大小为2mga

B.ABt1时刻分离,此时弹簧的弹力大小mg+a

C.弹簧弹力等于0时,物体B的速度达到最大值

D.B与弹簧组成的系统的机械能先增大,后保持不变

【答案】B

【解析】

A.施加F前,物体AB整体平衡,根据平衡条件,有:

2mg=kx

施加外力F的瞬间,对整体,根据牛顿第二定律,有:

其中:

F=2mg

解得:

F=2ma

A错误。

B.物体ABt1时刻分离,此时AB具有共同的速度与加速度,且FAB=0
B

F′-mg=ma

解得:

F′=mg+a

B正确。

C B受重力、弹力及压力的作用;当合力为零时,速度最大,而弹簧恢复到原长时,B受到的合力为重力,已经减速一段时间,速度不是最大值;故C错误;

DB与弹簧开始时受到了A的压力做负功,故开始时机械能减小;故D错误;

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