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  • 質(zhì)量均為m的物體A和B用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接在一起,將B放在水平桌面上,A用彈簧支撐著,如圖所示.若用豎直向上的力拉A,使A以加速度a勻加速上升,試求: (1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間B開(kāi)始

    質(zhì)量均為m的物體A和B用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接在一起,將B放在水平桌面上,A用彈簧支撐著,如圖所示.若用豎直向上的力拉A,使A以加速度a勻加速上升,試求:

    (1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間B開(kāi)始離開(kāi)地面.
    (2)在B離開(kāi)桌面之前,拉力的最大值.
    物理人氣:499 ℃時(shí)間:2019-08-19 15:47:37
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)開(kāi)始時(shí),A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧的壓縮量設(shè)為x1,由胡克定律有kx1=mAg…①
    物體B恰好離開(kāi)地面時(shí),彈簧對(duì)B的拉力為mBg,
    設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x2,由胡克定律有kx2=mBg…②
    這一過(guò)程中,物體A上移的距離 d=x1+x2…③
    ①②③式聯(lián)立可解d=
    mA+mB
    k
    g
    =
    2mg
    k

    即物體B離開(kāi)地面時(shí),彈簧A上升了d,因?yàn)锳做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由位移時(shí)間關(guān)系得:
    d=
    1
    2
    at2

    t=
    2d
    a
    =
    4mg
    ka

    (2)以A為研究對(duì)象,A受重力、彈簧彈力和向上的拉力,由于重力是恒力,彈簧彈力先向上減小再向下增大,所以拉力F的最大值出現(xiàn)在彈簧彈力向下最大時(shí),即物體B離開(kāi)地面的瞬間,故此時(shí)彈簧彈力大小為mg,故根據(jù)牛頓第二定律知F的最大值為2mg+ma
    答:(1)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
    4mg
    ka

    (2)B離開(kāi)地面前,拉力最大值為2mg+ma
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