题目内容
【题目】如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,重力加速度g。求:
(1)物块B刚要离开C时物块A的加速度a
(2)从开始到此时物块A的位移d。
【答案】
【解析】
试题先对木块A受力分析,受重力,斜面的支持力和弹簧的弹力,根据共点力平衡条件求出弹簧的弹力后,再得到弹簧的压缩量;物块B刚要离开C时,先对物块B受力分析,受重力、支持力和弹簧的拉力,根据平衡条件求出弹簧弹力后进一步得到弹簧的伸长量,从而得到物体A的位移;最后再对物体A受力分析,受到拉力F、重力、支持力和弹簧的弹力,根据牛顿第二定律求出加速度.
解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和共点力平衡条件可知
mAgsinθ=kx1①
令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知
kx2=mBgsinθ ②
F﹣mAgsinθ﹣kx2=mAa ③
由②③式可得
a=④
由题意
d=x1+x2⑤
由①②⑤式可得d=
即块B 刚要离开C时物块A的加速度为,从开始到此时物块A的位移d为.
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