题目内容
在如图所示的装置中，物体A和C的质量分别为m1、m2，弹簧D、B、E的劲度系数分别为k1、k2、k3，不计弹簧和细绳的质量，不计滑轮的摩擦．当弹簧E处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置．将弹簧E的右端点沿水平方向缓慢地从a位置拉到b位置时，弹簧E的拉力大小恰好等于A的重力．求：（1）当弹簧E处在水平位置且未发生形变时，弹簧D的形变量．
（2）在弹簧E的右端点从a位置拉到b位置的过程中，物体A上升的高度是多少？a、b间的距离是多大？
分析：（1）对物体A和C、弹簧B整体分析，通过平衡，结合胡克定律求出弹簧D的形变量．
（2）求出初始状态B、D弹簧的形变量，将弹簧E的右端点沿水平方向缓慢地从a位置拉到b位置时，弹簧E的拉力大小恰好等于A的重力．B弹簧恢复原长，D弹簧形变量减小，根据平衡，结合胡克定律求出末状态弹簧的形变量，从而求出A上升的高度，ab的长度弹簧E的形变量加上A上升的高度．
（2）求出初始状态B、D弹簧的形变量，将弹簧E的右端点沿水平方向缓慢地从a位置拉到b位置时，弹簧E的拉力大小恰好等于A的重力．B弹簧恢复原长，D弹簧形变量减小，根据平衡，结合胡克定律求出末状态弹簧的形变量，从而求出A上升的高度，ab的长度弹簧E的形变量加上A上升的高度．
解答：解：（1）当弹簧E未发生形变时弹簧B、D都处于压缩状态，设压缩量分别为xB、xD．对于物体A和C、弹簧B整体，根据平衡条件和胡克定律有
对于物体A和C、弹簧B整体，k1xD=（m1+m2）g
解得弹簧D的形变量为xD=
对于物体A，k2xB=m1g
（2）当弹簧E的右端点拉到b位置时，因弹簧E的拉力大小恰好等于A的重力，说明此时弹簧E处于伸长状态，且伸长量xE=
此时弹簧B恢复原长，弹簧D的压缩量变为xD′=
所以物体A上升的高度为h=xD-xD′+xB
解得h=m1g(
+
)
ab间的距离为
ab=m1g(
+
+
)
答：（1）弹簧D的形变量xD=
．
（2）物体A上升的高度是h=m1g(
+
)，a、b间的距离是ab=m1g(
+
+
)．
对于物体A和C、弹簧B整体，k1xD=（m1+m2）g
解得弹簧D的形变量为xD=
| (m1+m2)g |
| k1 |
对于物体A，k2xB=m1g
（2）当弹簧E的右端点拉到b位置时，因弹簧E的拉力大小恰好等于A的重力，说明此时弹簧E处于伸长状态，且伸长量xE=
| m1g |
| k3 |
此时弹簧B恢复原长，弹簧D的压缩量变为xD′=
| m2g |
| k1 |
所以物体A上升的高度为h=xD-xD′+xB
解得h=m1g(
| 1 |
| k1 |
| 1 |
| k2 |
ab间的距离为
|
ab=m1g(
| 1 |
| k1 |
| 1 |
| k2 |
| 1 |
| k3 |
答：（1）弹簧D的形变量xD=
| (m1+m2)g |
| k1 |
（2）物体A上升的高度是h=m1g(
| 1 |
| k1 |
| 1 |
| k2 |
| 1 |
| k1 |
| 1 |
| k2 |
| 1 |
| k3 |
点评：解决本题的关键理清初末状态弹簧的形变量，根据平衡条件，结合胡克定律进行求解．
练习册系列答案
相关题目
在如图所示的装置中，A、B、C、D为四个平行正对的金属板，其中B板和C板上开有小孔，分别与两个电源相连，B和A两板间的电压为U，C和D两板间电压为2U，从靠近A板的F处释放出一个无初速度的电子，电荷量为e．关于电子的运动，下列描述中哪些是正确的（ ）
（2011?广元模拟）在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R1，滑动变阻器总值为R2，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d．处在电容器中的油滴A恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置．
在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内．从子弹射向木块到木块将弹簧压缩到最短的全过程中，下列说法正确
（2007?苏州二模）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末-里德伯公式
在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，R2为定值电阻，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时油滴A恰好静止不动，如将滑片P向下滑，油滴将（ ）