题目内容

如图a所示,水平面上有质量相等的两个木块A、B用一根轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一个竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图b所示.研究从力F刚作用在木块A上时到木块B刚离开地面时这个过程,并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点,则下列图象中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是(  )
分析:以木块A为研究对象,分析受力情况,根据牛顿第二定律得出F与A位移x的关系式,再选择图象.
解答:解:设原来系统静止时弹簧的压缩长度为x0,当木块A的位移为x时,弹簧的压缩长度为(x0-x),弹簧的弹力大小为k(x0-x),根据牛顿第二定律得
F+k(x0-x)-mg=ma
得到,F=kx-kx0+ma+mg,
又kx0=mg,
则得到F=kx+ma
可见F与x是线性关系,当x=0时,kx+ma>0.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
点评:本题根据牛顿第二定律得到F与x的解析式,再选择图象是常用的思路.
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