题目内容
如图所示,两块质量分别为m1、m2的木板,被一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起,并在m1板上加压力F为了使得撤去F后,m1跳起时恰好能带起m2板,则所加压力F的最小值为( )
分析:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高点时,弹簧恰好将m2拉起跳离桌面时,F最小.由牛顿第二定律求出m1到达最高点时的加速度,根据简谐运动的对称性,得到m1到达最低点时的加速度,此时m1所受的合力大小等于F,再由牛顿第二定律求出F.
解答:解:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高,弹簧将m2拉得恰好跳离桌面时,弹簧的弹力大小等于m2g,
根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1=
=
=
,方向竖直向下.
根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,
根据牛顿第二定律得
F=m1a2=(m1+m2)g
撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.
故选C
根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1=
F+m1g |
m1 |
m2g+m1g |
m1 |
(m2+m1)g |
m1 |
根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,
根据牛顿第二定律得
F=m1a2=(m1+m2)g
撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.
故选C
点评:本题关键抓住简谐运动的对称性,分析受力情况仍是基础.难度较大.
练习册系列答案
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如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关K与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中.两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球,K断开时传感器上有示数,K闭合稳定后传感器上恰好无示数,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A、正在增加,
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B、正在减弱,
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C、正在减弱,
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D、正在增加,
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