问题
问答题
如图,在倾角为θ的光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连接的物体A、B.它们的质量分别是mA和mB,弹簧的劲度系数k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物体A,使之沿斜面向上运动.若重力加速度为g,求:
(1)物体B刚离开C时,物体A的加速度a.
(2)从开始到物体B刚要离开C时,物体A的位移d.
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答案
(1)系统静止时,弹簧处于压缩状态,分析A物体受力可知:
F1=mAgsinθ,F1为此时弹簧弹力,设此时弹簧压缩量为x1,
则F1=kx1,得x1=mAgsinθ k
在恒力作用下,A向上加速运动,弹簧由压缩状态逐渐变为伸长状态.当B刚要离开C时,弹簧的伸长量设为x2,分析B的受力有:
kx2=mBgsinθ,
得x2=mBgsinθ k
设此时A的加速度为a,由牛顿第二定律有:
F-mAgsinθ-kx2=mAa,
得a=F-(mA+mB)gsinθ mA
(2)A与弹簧是连在一起的,弹簧长度的改变量即A上移的位移,故有d=x1+x2,
即有:d=(mA+mB)gsinθ k
答:(1)物体B刚离开C时,物体A的加速度a=
;F-(mA+mB)gsinθ mA
(2)从开始到物体B刚要离开C时,物体A的位移d=
.(mA+mB)gsinθ k