题目内容
【题目】如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,质量均为m的物块A和物块B并排在斜面上,斜面底端固定着与斜面垂直的挡板P,轻弹簧一端固定在挡板上,另一端与物块A连接,A、B处于静止状态,若A、B粘连在一起,用一沿斜面向上的力FT缓慢拉物块B,当拉力FT= 时,A的位移为L;若A、B不粘连,用一沿斜面向上的恒力F作用在B上,当物块A的位移为L时,A、B恰好分离,重力加速度为g,不计空气阻力.
求:(1)弹簧的劲度系数和恒力F的大小;
(2)请推导FT与物块A的位移l之间的函数关系并画出FT—l图象,计算A缓慢移动L的过程中FT做功的大小;
(3)当A、B不粘连时,恒力,作用在物块B上,A、B刚分离时速度的大小.
【答案】(1); (2)如图所示, (3)
【解析】(1)设弹簧的劲度系数为k,初始A、B静止,弹簧的压缩量为x,根据平衡条件可得①
当A、B缓慢移动L时,沿斜面方向根据平衡条件可得②
联立解得③
当A、B恰好分离时二者之间的弹力为零,对A,应用牛顿第二定律可得④
对B应用牛顿第二定律可得⑤
联立解得⑥
(2)当A的位移为时,根据平衡条件有: ⑦
联立①⑦可知⑧
画出图像如图所示,
A缓慢移动位移L,图像与坐标轴所围成的面积等于做功大小,即⑨
(3)设A通过的位移为L的过程中弹力做功的大小为W,分别对两个过程应用动能定理可得:
又,联立解得
练习册系列答案
相关题目