在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块,用两根原长为L的,劲度系数为k的轻弹簧连接起来(按1,2,3顺序连接),木块与传送带间的动摩擦因数为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带向右匀速传送,当三个木块均达到平衡时,1和3木块之间的距离?我的答案错了

问题描述:

在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块,用两根原长为L的,劲度系数为k的轻弹簧连接起来(按1,2,3顺序连接),木块与传送带间的动摩擦因数为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带向右匀速传送,当三个木块均达到平衡时,1和3木块之间的距离?
我的答案错了

先取m3为研究对象受力分析(受力情况简单)
水平方向受滑动摩擦力和弹簧2的拉力,达到平衡,则
kx2=um3g
x2=um3g/k(这是弹簧2的伸长量)
再对m2受力分析
受向右的:摩擦力um2g、弹簧2的拉力um3g
受向左的:弹簧1的拉力
到达平衡状态,则
kx1=um2g+um3g
x1=(um2g+um3g)/k
m1和m3的间距=2L+x1+x2
(ls上的整体受力分析思路更简洁!)

距离应该等于2L加上两根弹簧伸长的长度
分析m3:受到弹簧的拉力和摩擦力平衡有F=f=um3g得后面的弹簧伸长um3g/k
分析m2和m3整体:同理有:F`=f`=u(m2+m3)g得前面的弹簧伸长:u(m2+m3)g/k
所以1和3的距离为2L+u(m2+m3)g/k+um3g/k