如图10甲所示,一根质量可以忽略不计的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B,用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度,如图乙所示。此时

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图10甲所示,一根质量可以忽略不计的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B,用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度,如图乙所示。此时如果突然撤去木板B,则A向下运动的加速度a(a>g)。现用手控制使B以加速度a/3向下做匀加速直线运动。(1)求砝码A做匀加速直线运动的时间。(2)求出这段运动过程的起始和终止时刻手对木板B的作用力大小的表达式。

◎ 答案

(1);(2)M(g-a/3)。

◎ 解析

(1)设最初弹簧被压缩的长度为x0,根据牛顿第二定律对A有kx0+mg=ma
解得x0=m(a-g)/k
设A和B以加速度a/3向下做匀加速运动过程的终止时刻弹簧的压缩量为x1,根据牛顿第二定律对A有  kx1+mg=ma/3   
解得x1=m(a/3-g)/k
设A和B一起做匀加速运动的时间为t1,在这段时间内,A运动的位移为
s=x0-x1
根据s=,可解得 
(2)起始时刻A受三个力,满足mg+kx0-N1="ma/3"
B受三个力,满足Mg+N1-F1="Ma/3"
解得:F1=M(g-a/3)+2ma/3
A与B脱离时B受二个力,满足Mg-F2=Ma/3
解得:F2= M(g-a/3)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图10甲所示,一根质量可以忽略不计的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B,用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度,如图乙所示。此时…”主要考查了你对  【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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