问题
计算题
如图所示,质量为m的木块A和质量为M的木块B用细线捆在一起,木块B与竖直悬挂的轻弹簧相连,它们一起在竖直方向上做简谐运动.在振动中两物体的接触面总处在竖直平面上,设弹簧的劲度系数为k,当它们经过平衡位置时,A、B之间的静摩擦力大小为f0.当它们向下离开平衡位置的位移为x时,A、B间的静摩擦力为fx.细线对木块的摩擦不计.求:
(1)f0的大小;
(2)fx的大小;
(3)fx会不会等于零?若等于零,振子AB所处的位置在何处?
答案
解:(1)在平衡位置时
对于A、B组成的系统有:kx0=(m+M)g
对于A有:f0=mg
(2)向下离开平衡位置的位移为x时
对于A、B组成的系统有:k(x0+x)-(m+M)g=(m+M)a,即kx=(m+M)a
对于A有:fx-mg=ma,解得fx=ma+mg=
(3)fx可能等于零.当系统振动到弹簧恢复原长时,弹簧弹力为零,这时系统处于完全失重状态,系统加速度为g,物体A的加速度也为g,即A只受重力作用,A、B之间的摩擦力fx为零