题目内容
【题目】如图所示，质量为M=0.5kg的框架B放在水平地面上。劲度系数为k=100N/m的轻弹簧竖直放在框架B中，轻弹簧的上端和质量为m=0.2kg的物体C连在一起。轻弹簧的下端连在框架B的底部。物体C在轻弹簧的上方静止不动。现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x=0.03m后释放，物体C就在框架B中上下做简谐运动。在运动过程中，框架B始终不离开地面，物体C始终不碰撞框架B的顶部。已知重力加速度大小为g=10m/s2。当物体C运动到最低点时，试求：
（1）物体C的加速度大小
（2）此时框架B对地面的压力大小。
【答案】（1）a=15m/s2；（2）10N
【解析】
（1）物体C放上之后静止时：设弹簧的压缩量为x0，
对物体C，有：mg=kx0
解得：x0=0.02m
当物体C从静止向下压缩x后释放，物体C就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动，振幅A=x=0.03m
当物体C运动到最低点时，
对物体C，有：k(x+x0)-mg=ma
解得：a=15m/s2
（2）当物体C运动到最低点时，设地面对框架B的支持力大小为F，
对框架B，有：F = Mg +k(x+x0)
解得：F=10N
根据牛顿第三定律，框架B对地面的压力大小为10N
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