问题 选择题

三个重量均为10N的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不计)(  )

A.4cm

B.6cm

C.8cm

D.10cm

答案

刚开始弹簧p处于原长,而弹簧q被压缩,设压缩量为x1,根据胡克定律,有

mg=kx1

解得

x1=

mg
k
=
10N
500N/m
=0.02m

用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,此时,对物体C受力分析,受重力和拉力,设弹簧伸长量为x2,根据胡克定律,有

mg=kx2

解得

x2=

mg
k
=
10N
500N/m
=0.02m

对物体b受力分析,受重力mg、弹簧拉力F和细线拉力T,根据平衡条件,有

T=F+mg=20N

对物体a受力分析,受重力、支持力、细线拉力T和弹簧弹力F′,根据平衡条件,有

F′=T=20N

设弹簧p伸长量为x3,根据胡克定律,有

F′=kx3

解得

x3=

F′
k
=
20N
500N/m
=0.04m

根据几何关系,p弹簧的左端向左移动的距离是:x=x1+x2+x3=0.08m

故p弹簧的左端向左移动的距离是0.08m,即8cm.

故选C.

选择题
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