题目内容

如图所示,两根轻弹簧AC和BD,它们的劲度系数分别为k1和k2,它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上,A、B端分别固定在支架和正下方地面上,当物体m静止时,上方的弹簧处于原长;若将物体的质量增为原来的3倍,仍在弹簧的弹性限度内,当物体再次静止时,其相对第一次静止时位置下降了(  )
分析:当物体的质量为m时,下方弹簧的弹力等于mg,由胡克定律求出其压缩的长度.将物体的质量增为原来的3倍时,上方的弹簧伸长的长度与下方弹簧压缩量增加的长度相等,等于物体下降的高度,两弹簧弹力之和等于3mg,再由胡克定律求解物体下降的高度.
解答:解:当物体的质量为m时,下方弹簧压缩的长度为x2=
mg
k2
.①
当物体的质量变为3m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为x2+x,两弹簧弹力之和等于3mg由胡克定律和平衡条件得:
   k1x+k2(x2+x)=3mg  ②
由①②联立解得,x=2mg
1
k1+k2

故选C
点评:本题由胡克定律和平衡条件分别研究两种情况下弹簧的压缩量,要抓住第二情况下,两弹簧形变量与物体下降高度相等进行列式.
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