如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩

◎ 题目

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止,撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,问:
①撤去F后,物体刚运动时的加速度多大?
②物体做匀减速运动的时间是多长?
③物体从开始向左运动到速度达到最大值,发生的位移多大?
魔方格

◎ 答案

(1)物体刚运动时,水平方向合力为:
F=kx0-μmg
由牛顿第二定律得:
a=
F
m
=
kx0
m
-μg
(2)物体匀减速的加速度大小为:
a=μg
从弹簧恢复原长开始,物块做匀减速运动,故匀减速运动的位移为:
x=3x0
由运动学公式得:
x=
1
2
at2
联立解得:t=

6x0
μg

(3)当弹力大小等于滑动摩擦力时,物块速度最大,选静止时的位置为参考位置,物体发生位移为x1,由胡克定律得:kx1=μmg
所以:x1=
μmg
k

答:(1)撤去F后,物体刚运动时的加速度为
kx0
m
-μg
(2)物体做匀减速运动的时间是

6x0
μg

(3)物体从开始向左运动到速度达到最大值,发生的位移
μmg
k

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩…”主要考查了你对  【弹力的大小、胡克定律】,【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。

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