题目内容
如图所示,水平面上质量均为4kg的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做加速度为5m/s2的匀加速直线运动.选定A的起始位置为坐标原点,g=10m/s2,从力F刚作用在木块A的瞬间到B刚好离开地面的瞬间这个过程中,力F与木块A的位移x之间关系图象正确的是( )
A. | B. | C. | D. |
设初始状态时,弹簧的压缩量为x0,弹簧劲度系数为k,物体的质量为m,则kx0=mg;
力F作用在木块A上后,选取A为研究对象,其受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力mg和弹力k(x0-x)三个力的作用,
根据牛顿第二定律,F+k(x0-x)-mg=ma,即F=ma+kx=20+kx;
当弹簧对物体B竖直向上的弹力等于重力时B刚好离开地面,此时弹簧对物体A施加竖直向下的弹力F弹,大小为mg,
对物体A运用牛顿第二定律有F-mg-F弹=ma,
代入数据,可求得F=100N.
故选:A
力F作用在木块A上后,选取A为研究对象,其受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力mg和弹力k(x0-x)三个力的作用,
根据牛顿第二定律,F+k(x0-x)-mg=ma,即F=ma+kx=20+kx;
当弹簧对物体B竖直向上的弹力等于重力时B刚好离开地面,此时弹簧对物体A施加竖直向下的弹力F弹,大小为mg,
对物体A运用牛顿第二定律有F-mg-F弹=ma,
代入数据,可求得F=100N.
故选:A
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