如图所示,一个轻质弹簧两端分别连接着质量分别为mA=15kg和mB=30kg的物体A、B,将它们竖直静止地放在水平地面上

如图所示,一个轻质弹簧两端分别连接着质量分别为mA=15kg和mB=30kg的物体A、B,将它们竖直静止地放在水平地面上,没有连接A、B前弹簧的原长L0=100cm,连接A、B后处于静止状态弹簧长度变为L1=75cm.现加一竖直向上的外力F在物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经过0.5s时,B物体刚好离开地面(设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内,且g=10m/s2).求:
(1)弹簧的劲度系数?
(2)物体A的加速度?
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ibis23 幼苗

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解题思路:(1)根据胡克定律求弹簧的劲度系数k;
(2)分析B刚离开地面时弹簧的伸长量,再根据A物体匀加速运动由位移时间求加速度.

解;(1)未施加力F时A处于静止状态,
弹簧的压缩量x1=l0-l1=100cm-75cm=25cm=0.25m
由胡克定律:mAg=kx1
由胡克定律得:mAg=kx1得:
所以劲度系数:k=
mAg
x1=
15×10
0.25N/m=600N/m
(2)B物体刚好离开地面时,由mBg=kx2
弹簧的伸长量x2=
mBg
k=
30×10
600m=0.5m
物体A在0.5s内上升的位移 x=x1+x2=0.25m+0.5m=0.75m
物体A的加速度a=
2x
t2=
2×0.75
0.52m/s2=6m/s2
答:(1)弹簧的劲度系数为600N/m;(2)物体A的加速度为6m/s2

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;胡克定律.

考点点评: 该题主要考查了牛顿第二定律和运动学基本公式的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,经0.5s物体B刚要离开地面,说明此时地面刚好对B没有支持力.

1年前

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