题目内容

4.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2kg的物体A,处于静止状态,若将一个质量为2kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间,则B对A的压力大小和弹簧长度的变化分别为(取g=10m/s2)(  )
A.10NB.20NC.弹簧长度变短D.弹簧长度不变

分析 释放B之前,物体A保持静止状态,重力和弹簧的弹力平衡,求出弹簧的弹力;释放B瞬间,先对AB整体研究,求出加速度,再隔离B研究,求出A对B的支持力,得到B对A的压力.

解答 解:释放B之前,物体A保持静止状态,重力和弹簧的弹力平衡:F=mAg=20N
释放B瞬间,弹簧的形变量不能发生突变,故弹簧的弹力不发生变化,先对AB整体研究,受重力和弹簧的支持力,根据牛顿第二定律:(mA+mB)g-F=(mA+mB)a
代入数据解得:a=5m/s2
对物体B受力分析,受重力、A对B的支持力N,根据牛顿第二定律有:
mBg-N=mBa:
代入数据解得:N=10N
根据牛顿第三定律,物体B对物体A的压力等于物体A对物体B的压力,
即释放B瞬间,B对A的压力大小为10N;故AD正确,BC错误;
故选:AD

点评 本题关键先用整体法求解出加速度,再用隔离法求解系统内力.这是叠加体问题的常规解法,尤其在提到物体间相互作用的时候,更应该想到先整体后部分.

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