一较长的弹簧两端拴着质量分别为m1和m2的物体,今将m2放于水平面上,缓缓向下加力将m1往下压,如图,m1到最低点时所施

一较长的弹簧两端拴着质量分别为m1和m2的物体,今将m2放于水平面上,缓缓向下加力将m1往下压,如图,m1到最低点时所施压力大小为F.若要求撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少多大?
lipeng0303 1年前 已收到1个回答 举报

沙漠海2001 幼苗

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解题思路:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高点时,弹簧恰好将m2拉起跳离桌面时,F最小.由牛顿第二定律求出m1到达最高点时的加速度,根据简谐运动的对称性,得到m1到达最低点时的加速度,此时m1所受的合力大小等于F,再由牛顿第二定律求出F.

撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高,弹簧将m2拉得恰好跳离桌面时,弹簧的弹力大小等于m2g,
根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1=
F+m1g
m1=
m2g+m1g
m1=
(m1+m2)g
m1,方向竖直向下.
根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,
根据牛顿第二定律得
F=m1a2=(m1+m2)g
答:撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;胡克定律.

考点点评: 本题关键抓住简谐运动的对称性,分析受力情况仍是基础.难度较大.

1年前

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