如图所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止,用大小等于0.5mg的恒力F向上拉B,当运动距离为h时B与A分离.下列说法正确的是( ) A.B与A刚分离时,弹簧为原长 B.弹簧
问题描述:
如图所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止,用大小等于0.5mg的恒力F向上拉B,当运动距离为h时B与A分离.下列说法正确的是( )
A. B与A刚分离时,弹簧为原长
B. 弹簧的劲度系数等于
3mg 2h
C. 从开始运动到B与A刚分离的过程中,B物体的动能一直增大
D. 从开始运动到B与A刚分离的过程中,A物体的机械能一直增大
答
A、B与A刚分离的瞬间,A、B具有相同的速度和加速度且AB间无相互作用力,分析B知,B具有向下的加速度,大小 aB=
=0.5g,此时对A分析有:aA=mg-F m
=aB,A也具有向下的加速度,由牛顿第二定律知此时弹簧弹力F弹=0.5mg,不为0,故弹簧不是原长,处于压缩状态,故A错误;
F弹-mg m
B、B和A刚分离时,弹簧的弹力大小为F弹=0.5mg,原来静止时弹力大小为2mg,则弹力减小量△F=1.5mg.两物体向上运动的距离为h,则弹簧压缩量减小△x=h,由胡克定律得:k=
=△F △x
.故B正确.1.5mg h
C、由题知,F=0.5mg<2mg,对于整体分析可知,整体在上升的过程中,合力应向上后向下,先做加速运动后做减速运动,B的动能先增大后减小,故C错误.
D、从开始运动到B与A刚分离的过程中,以B为研究对象,可知,F做正功,A对B的支持力做正功,故B的机械能一直增大,而A、B状态相同,所以A的机械能一直增大.故D正确.
故选BD