题目内容

(9分)如图所示,质量为M=0.5kg的框架B放在水平地面上。劲度系数为k=100N/m的轻弹簧竖直放在框架B中,轻弹簧的上端和质量为m=0.2kg的物体C连在一起。轻弹簧的下端连在框架B的底部。物体C在轻弹簧的上方静止不动。现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x=0.03m后释放,物体C就在框架B中上下做简谐运动。在运动过程中,框架B始终不离开地面,物体C始终不碰撞框架B的顶部。已知重力加速度大小为g=10m/s2。试求:当物体C运动到最低点时,物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小。
a=15m/s2  10N

试题分析:物体C放上之后静止时:设弹簧的压缩量为x0
对物体C,有:mg=kx0   .........(1分)
解得:x0=0.02m     .........(1分)
当物体C从静止向下压缩x后释放,物体C就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动,振幅A=x=0.03m。    .........(1分)
当物体C运动到最低点时,
对物体C,有:k(x+x0)-mg=ma   .........(2分)
解得:a=15m/s2        .........(1分)
当物体C运动到最低点时,设地面对框架B的支持力大小为F,
对框架B,有:F =" Mg" +k(x+x0)   .........(2分)
解得:F=10N  
所以框架B对地面的压力大小为10N      ..........(1分)
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