A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀

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

A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动.取g=10m/s2.求:

(1)使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中,力F的最大值是多少?
(2)若木块A竖直向上做匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减小了1.28J,则在这个过程中,力F对木块做的功是多少?

◎ 答案

(1)    (2)

◎ 解析


试题分析:(1)当F=0(即不加竖直向上F力时),设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x,有
  解得:
时,对B研究,受有重力、弹簧的弹力和A对B的压力,根据牛顿第二定律有
 
以木块A为研究对象进行受力分析,在重力、B对A的支持力和拉力作用下做匀加速运动,由牛顿第二定律得: 
于是可知,当时,AB有共同加速度,欲使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动,随减小,减小,逐渐增大,当时,F有最大值,于是

(2)由(1)知当时,A、B开始分离,由知,此时,弹簧压缩量为

设A、B开始分离时共同速度为v,由运动学公式得:  解得:
由题知,此过程弹性势能减少了
设F力功,对这一过程应用动能定理得

代入数据解得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀…”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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