题目内容
【题目】如图所示,质量分别为m,M的物体A,B静止在劲度系数为k的弹簧上,A与B不粘连.现对物体施加竖直向上的力F使A、B一起上升,若以两物体静止时的位置为坐标原点,两物体的加速度随位移的变化关系如图乙所示.下列说法正确的是( )
A. 在乙图PQ段表示拉力F逐渐增大
B. 在乙图QS段表示B物体减速上升
C. 位移为x1时,A、B之间弹力为mg+kx1-Ma0
D. 位移为x3时,A、B一起运动的速度大小为
【答案】AC
【解析】开始时,质量分别为m,M的物体A,B静止在劲度系数为k的弹簧上,弹簧的弹力向上,大小为:F=(M+m)g,随物体的向上运动,弹簧伸长,形变量减小,弹簧的弹力减小,而PQ段的加速度的大小与方向都不变,根据牛顿第二定律:F-(M+m)g+F弹=(M+m)a;F弹减小,所以F增大。故A正确;在乙图QS段,物体的加速度的方向没有发生变化,方向仍然与开始时相同,所以物体仍然做加速运动,是加速度减小的加速运动。故B错误;开始时,质量分别为m,M的物体A,B静止在劲度系数为k的弹簧上,弹簧的弹力:F0=(M+m)g;当弹簧伸长了x1后,弹簧的弹力:F1=F0-△F=F0-kx1=(M+m)g-kx1;以B为研究对象,则:F1-mg-Fx1=Ma0;得:Fx1=F1-mg-Ma0=mg-kx1-Ma0.故C正确;P到Q的过程中,物体的加速度不变,得:v12=2a0x2;Q到S的过程中,物体的加速度随位移均匀减小,;;联立得:v22=a0(x2+x3).故D错误。故选AC。
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