问题
问答题
如图所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态.已知重力加速度为g,忽略一切摩擦.
(1)求物体B对地面的压力.
(2)把物体C的质量改为5m,并使C缓慢下降,最终A、B、C又处于静止状态,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度.
答案
(1)4mg (2)
(1)对于物体C,由平衡条件可得:
FT="mg " ①
对于物体A、B及弹簧整体,由平衡条件可得:
FT+FN="5mg " ②
由①②式得FN=4mg方向竖直向上 ③
根据牛顿第三定律可得FN′=FN=4mg,即物体B对地面的压力为4mg,方向竖直向下. ④
(2)对于物体A,初态时,由平衡条件得FT+kx1=2mg(x1为初态时弹簧压缩量) ⑤
对于物体C,末态时,由平衡条件得
FT′="5mg " ⑥
对于物体A,末态时,由平衡条件得
FT′=2mg+kx2(x2为末态时弹簧拉伸量) ⑦
所求物体A上升的高度为h=x1+x2 ⑧
联立⑤⑥⑦⑧式解得h=