题目内容

14.如图甲所示,质量分别为mA和mB的滑块A、B用轻质弹簧连接,当用大小为F1的水平力作用在滑块B上且使滑块A、B共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x;将此装置放在倾角为θ的斜面上,如图乙所示,当用大小为F2的拉力沿平行于斜面向上的方向作用在滑块B上且使滑块A、B共同沿斜面向上做加速运动时,弹簧的伸长量也为x,若两滑块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为μ,则在两种情况下施加的拉力F1与F2之比为(  )
A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4

分析 对整体分析,求出整体的加速度,隔离分析,求出弹簧弹力的表达式,抓住弹力大小相等,求出两次拉力大小之比.

解答 解:在水平面上,对整体分析有:${a}_{1}=\frac{{F}_{1}-μ({m}_{A}+{m}_{B})g}{{m}_{A}+{m}_{B}}=\frac{{F}_{1}}{{m}_{A}+{m}_{B}}-μg$,隔离对A分析,F弹-μmAg=mAa1,解得${F}_{弹}=\frac{{m}_{A}{F}_{1}}{{m}_{A}+{m}_{B}}$.
在斜面上,对整体分析有:${a}_{2}=\frac{F-μ({m}_{A}+{m}_{B})gcosθ-({m}_{A}+{m}_{B})gsinθ}{{m}_{A}+{m}_{B}}$,隔离对A分析,F弹′-μmAcosθ-mAgsinθ=mAa2,解得${F}_{弹}′=\frac{{m}_{A}{F}_{2}}{{m}_{A}+{m}_{B}}$,
因为两次形变量相等,则弹力大小相等,可知F1:F2=1:1.
故选:A.

点评 本题考查了牛顿第二定律的基本运用,抓住弹力相等分析判断,掌握整体法和隔离法的灵活运用.

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