问题 计算题

如图所示,物块A与竖直轻弹簧相连,放在水平地面上,A与地面间置有压力传感器,用以显示A对地面的压力;物块B的正上方置有速度传感器,用以测量物块B下落的速度.现使物块B由距弹簧上端O点高H处自由落下,落到弹簧上端后将弹簧压缩.测得:物块A对地面的最小压力为F1;物块B有最大速度v时,A对地面的压力为F2已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g.求:

(1)物块A的质量;

(2)物块B从压缩弹簧开始到达到最大速度的过程中对弹簧做的功.

答案

(1)物块B没有落到弹簧上时,物块A对地面的压力为最小压力,

由平衡得F1=mAg                                               ①

物块A的质量mA=                  ②

(2)物块B落到弹簧上,将弹簧压缩,当物块B的重力等于弹簧的弹力时,物块B有最大速度.则有:kx1=mBg                                          ③

此时整个系统处于平衡,有F2=mAg+mBg              ④

物块B由静止开始落下,到达最大速度的过程中,由动能定理得:

mBg(H+x1)-W=mBv2                                                 ⑤

将①②③式代入④式,得物块B对弹簧做功

W=(F2-F1)(H+)-()v2                 ⑥

评分标准:每式2分

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