题目内容
如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上,上端与一质量为m的物块相连,处于静止状态,现施加一竖直向上的大小为F=2mg的恒力,求物块上升多高时物块速度最大?
分析:以物体为研究对象,受到向上的拉力、重力和弹簧的弹力,当物体的合外力为零时,物体的速度最大.
解答:解:以物体为研究对象,受到向上的拉力、重力和弹簧的弹力,当物体的合外力为零时,物体的速度最大,所以上升的高度为弹簧的伸长的长度.
当物体最初静止时,据平衡态得:kx1=mg…①
当速度最大时,物体的合外力为零,由平衡态得:F=kx2+mg…②
所以物块上升的高度:h=x1+x2=
…③
联立①②③代入数据解之得:h=
答:物体上升的高度为
.
当物体最初静止时,据平衡态得:kx1=mg…①
当速度最大时,物体的合外力为零,由平衡态得:F=kx2+mg…②
所以物块上升的高度:h=x1+x2=
2mg |
k |
联立①②③代入数据解之得:h=
2mg |
k |
答:物体上升的高度为
2mg |
k |
点评:解题关键是能正确判断处速度最大时,物体的合外力为零,利用平衡态列方程求解.
练习册系列答案
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如图所示,一劲度系数为k的弹簧,下端悬挂一质量为m的重物,平衡时物体在a位置.现用力将物体向下拉长x至b位置,则此时弹簧的弹力为( )
A、kx | B、mg+kx | C、mg-kx | D、以上说法都不正确 |