如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为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
问题描述:
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A受到的合外力和从开始到此时物块A的位移d.(重力加速度为g)
答
当物块B刚要离开C时,固定挡板对B的支持力为0,由于系统处于静止状态,则此时B的加速度a=0,
以B为研究对象则有:F1-mBgsinθ=0,
故此时弹簧弹力大小为F1=mBgsinθ.
则A所受的合外力F合=F-F1-mAgsinθ=F-(mA+mB)gsinθ,
在恒力F沿斜面方向拉物块A之前,弹簧的弹力大小为mAgsinθ,
故此时弹簧的压缩量为△x1=
,
mAgsinθ k
B刚要离开时,弹簧伸长量△x2=
,mBgsinθ k
所以A的位移d=△x1+△x2=
.(mA+mB)gsinθ k
答:物块B刚要离开C时物块A受到的合外力F-(mA+mB)gsinθ,
从开始到此时物块A的位移d=△x1+△x2=
.(mA+mB)gsinθ k