题目内容

11.如图所示,A、B两物体的质量分别是m1和m2,用劲度系数为k的轻弹簧相连,处于竖直静止状态.现对A施加竖直向上的力F将A提起,稳定时B对地面无压力.当撤去F,A由静止向下运动至速度最大时,重力做功为(  )
A.$\frac{1}{k}$m12g2B.$\frac{1}{k}$m22g2C.$\frac{1}{k}$m1(m1+m2)g2D.$\frac{1}{k}$m2(m1+m2)g2

分析 根据胡克定律求出B刚对地面无压力时弹簧的伸长量;再根据平衡条件求出平衡位置弹簧的弹力,再求弹簧的压缩量,最后确定初末位置的高度差,求重力做的功.

解答 解:B对地面恰无压力,弹簧伸长,故kx1=m2g,解得此时弹簧的伸长量为:x1=$\frac{{m}_{2}g}{k}$;
A速度最大时,处于平衡位置,弹簧被压缩,则有:kx2=mAg,解得:x2=$\frac{{m}_{1}g}{k}$;
故A从静止向下运动至最大速度时,A下降的高度为:h=x1+x2
故重力做功为:WG=m1gh=m1g•(x1+x2)=$\frac{1}{k}$m1(m1+m2)g2
故选:C

点评 本题关键是对物体A的运动情况分析清楚,找出其速度最大的位置,然后进行简单的受力分析并运用胡克定律列式求解,最后根据功的定义求解研究.

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