Question

如图3－3－14所示，水平面上质量均为4 kg的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做加速度为5 m/s²的匀加速直线运动．选定A的起始位置为坐标原点，g＝10 m/s²，从力F刚作用在木块A的瞬间到B刚好离开地面这个过程中，力F与木块A的位移x之间关系图象正确的是     (　　)

Answer 1

解析　设初始状态时，弹簧的压缩量为x₀，弹簧劲度系数为k，木块的质量为m，则kx₀＝mg；力F作用在木块A上后，选取A为研究对象，其受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力mg和弹力k(x₀－x)三个力的作用，根据牛顿第二定律，有F＋k(x₀－x)－mg＝ma，即F＝ma＋kx＝20＋kx；当弹簧对木块B竖直向上的弹力大小等于重力时B刚好离开地面，此时弹簧对木块A施加竖直向下的弹力F_弹，大小为mg，对木块A运用牛顿第二定律有F－mg－F_弹＝ma，代入数据，可求得F＝100 N.

答案　A