题目内容

18.如图所示,在水平地面上运动的小车的车厢底部有一质量m1=1kg的木块,木块与车厢通过一根水平轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数k=100N/m,在车厢的顶部且一根细线悬挂一质量m2=0.5kg的小球,某段时间内发现细线与竖直方向的夹角θ=45°,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,取g=10m/s2,不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变量为(  )
A.6cmB.10cmC.12cmD.20cm

分析 先对小球受力分析,由牛顿第二定律求出加速度,再对木块受力分析,根据牛顿第二定律求出弹簧的弹力,然后由胡克定律求出弹簧的形变量.

解答 解:对小球受力分析如图所示

由几何关系:${F}_{合}^{\;}={m}_{2}^{\;}gtanθ$
由牛顿第二定律$a=\frac{{F}_{合}^{\;}}{m}=gtanθ=gtan45°=10m/{s}_{\;}^{2}$
对木块受力分析,受重力、支持力和弹簧的弹力,根据牛顿第二定律
${F}_{合}^{\;}={m}_{1}^{\;}a=1×10=10N$
物体受向左的弹力,结合胡克定律可知,弹簧的伸长量为$x=\frac{{F}_{弹}^{\;}}{k}=\frac{10}{100}=0.1m=10cm$,故B正确,ACD错误;
故选:B

点评 仅仅对物体受力分析,有时无法求出合力,本题中还必须要结合物体的运动情况进行受力分析,才能得到明确的结论.

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