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弹力的大小、胡克定律
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如图,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一轻
网友投稿 2022-10-16 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为2.5m的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升,已知重力加速度为g.试求:
(1)物体C在最低点时,轻绳的拉力是大于、等于或小于2.5mg?
(2)物体C下降的最大距离;
(3)物体C下降到速度最大时,地面对B的支持力多大?
◎ 答案
(1)当挂一质量为2.5m的物体C时,恰好能使B离开地面但不继续上升,表示此时A和C的速度为零,说明C先做加速运动,后做减速运动,到达最低点时加速度方向向上,根据牛顿第二定律可知C物体的合力方向向上,所以绳子的拉力大于重力2.5mg;
(2)开始时,A、B静止,设弹簧压缩量为x
1
,有
kx
1
=m
l
g=2mg
挂C并释放后,C向下运动,B向上运动,设B刚要离地时弹簧伸长量为x
2
,有
kx
2
=m
2
g=3mg
B不再上升,表示此时A和C的速度为零,C已降到其最低点.
所以
H
c
=
x
1
+
x
2
=
5m
k
g
(3)③物体C下降到速度最大时,C的加速度等于零,此时绳子的拉力等于C的重力,即F=2.5mg
此时 a
A
=0,则F
弹
=T-2mg=0.5mg
对B受力分析得:F
弹
+F
N
=3mg
解得:F
N
=2.5mg
答:(1)物体C在最低点时,轻绳的拉力大于2.5mg;
(2)物体C下降的最大距离为
5mg
k
;
(3)物体C下降到速度最大时,地面对B的支持力为2.5mg.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一轻…”主要考查了你对 【弹力的大小、胡克定律】,【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/279268.html
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