题目内容
如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A,手持木板B托住A缓慢向上压弹簧,至某一位置静止.此时如果撤去B,则A的瞬时加速度为
.现用手控制B使之以
的加速度向下做匀加速直线运动.求:
小题1:砝码A能够做匀加速运动的时间?
小题2:砝码A做匀加速运动的过程中,弹簧弹力对它做了多少功?木板B对它的支持力做了多少功?
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614337465.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614368547.png)
小题1:砝码A能够做匀加速运动的时间?
小题2:砝码A做匀加速运动的过程中,弹簧弹力对它做了多少功?木板B对它的支持力做了多少功?
小题1:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614399679.png)
小题2:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241306144621049.png)
(1)设初始状态弹簧压缩量为x1则kx1+mg=m×
可得x1=
……………(1分)
当B以
匀加速向下运动时,由于a<g,所以弹簧在压缩状态时A、B不会分离,分离时弹簧处于伸长状态. ………………………………………(2分)
设此时弹簧伸长量为x2,则mg-kx2= m×
可得x2=
……………(1分)
A匀加速运动的位移s=x1+x2=
……………(1分)
s=
解得:
……………(2分)
(2)∵x1=x2
∴这一过程中弹簧对物体A的弹力做功为0…………(3分)
A、B分离时
……………(2分)
由动能定理得:
……………(2分)
代入得:
……………(2分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614337465.png)
可得x1=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614540630.png)
当B以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614368547.png)
设此时弹簧伸长量为x2,则mg-kx2= m×
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614711453.png)
可得x2=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614540630.png)
A匀加速运动的位移s=x1+x2=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614805640.png)
s=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614836543.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824130614399679.png)
(2)∵x1=x2
∴这一过程中弹簧对物体A的弹力做功为0…………(3分)
A、B分离时
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241306149771096.png)
由动能定理得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241306150231045.png)
代入得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241306144621049.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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