题目内容

如图所示,倾角为θ的光滑斜面上端系一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端系一质量为m的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧长度恰为自然长度.现使挡板 A以恒定加速度a(agsinθ)匀加速沿斜面向下运动.求:

(1)从开始运动到球与挡板分离所经历的时间;

(2)球从开始运动至与挡板分离经过的路程.

 

答案:
解析:

解析:(1)分离时,小球与挡板间作用力为零,加速度为a,则mgsinθ-ks=ma      ①

  s为从开始到分离小球的位移,且sat2                                     ②

  ①②联立得  t

  (2)将t值代入②得  s=m(gsinθ-a)/k.

  答案:m(gsinθ-a)/k

  归纳:两物体分离的标志是它们间的接触弹力为零,此时,弹簧是否为原长,要由运动情景确定.

  引申一:在原题中撤去斜面,让系统在竖直方向运动,如图,求木块与挡板经多长时间分离.

  答案:t

  引申二:将装置换成如图,盘的质量m1=1.5kg,盘内物体质量m2=10.5kg,弹簧劲度系数k=800N/m,加向上外力F,使物体从静止开始向上匀加速运动,经0.2s后,F变为恒定.求F的最大值和最小值各为多少?(g=10m/s2)

  答案:Fmin=(m1m2)a=72N

  Fmaxm2(ga)=168N.

 


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