题目内容

【题目】足够长的光滑细杆竖直固定在地面上,轻弹簧及小球AB均套在细杆上,弹簧下端固定在地面上,上端和质量为m1=50g的小球A相连,质量为m2=30g的小球B放置在小球A上,此时AB均处于静止状态,弹簧的压缩量x0=0.16m,如图所示。从t=0时开始,对小球B施加竖直向上的外力,使小球B始终沿杆向上做匀加速直线运动。经过一段时间后AB两球分离;再经过同样长的时间,B球距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度取g=10m/s2。求:

(1)弹簧的劲度系数k

(2)整个过程中小球B加速度a的大小及外力F的最大值。

【答案】(1)5N/m(2)2m/s20.36N

【解析】

(1)根据共点力平衡条件和胡克定律得:

解得:

(2)设经过时间t小球AB分离,此时弹簧的压缩量为

对小球A

小球B

BA相互作用力为零时F最大

对小球B

解得:

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