题目内容

两块质量分别为m1、m2的木板,被一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起,并在m1板上加压力F(如图所示).为了使得撤去F后,m1跳起时恰好能带起m2板,则所加压力F的最小值为多少?

(m1+m2)g

解析:撤去F后,m1板将做简谐运动.其平衡位置是不加压力F时m1板的静止位置(设为a),距离处于自然长度时的弹簧上端为:x0=m1g/k.

m1板做简谐运动时的振幅等于施加压力后弹簧增加的压缩量,即A=x1=F/k.

此时m1板的位置设为b,画出示意图如图所示.

撤去F后,m1板跳起,设弹簧比原长伸长x2时刚好能提起m2板(m1板处于位置c),由kx2=m2g,得x2=m2g/k.

根据m1做简谐运动时的对称性可知,位置b、c必关于平衡位置a对称,即x1=x0+x2=+

所以有F=(m1+m2)g.

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