题目内容
【题目】如图所示,物块Α、Β用一劲度系数为k=200N/m的轻弹簧相连静止于水平地面上,Α物体质量mA=2kg, Β物体质量mB=4Kg. 现用一恒力F=30N竖直向上拉物体A, 使Α从静止开始运动,当Α运动到最高点时Β刚好要离开地面但不能继续上升.若弹簧始终处于弹性限度内,取g = 10m/s2.求:
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(1)Β刚要离开地面时,拉力F做的功;
(2)Β刚要离开地面时Α的加速度大小;
(3)从Α开始运动到Α到达最高点的过程中弹簧弹力对Α做的功.
【答案】(1)9J(2)-15m/s2(3)-3J
【解析】
(1)未加拉力时弹簧缩短量为x1
kx1=mAg ①
B刚要离地时弹簧伸长量为x2
kx2=mBg ②
设拉力F做功W1
W1=F(x1+x2) ③
解得
W1=9J ④
(2)B刚要离地时,对A,根据牛顿第二定律可得
F-mAg-kx2=mAaA⑤
解得
aA=-15m/s2⑥
(3)设弹簧对A做的功W弹,对A根据动能定理可得
W1+W弹-mAg(x1+x2)=0 ⑦
解得
W弹=-3J ⑧
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