如图所示,劲度系数为K2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,劲度系数为K1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,现想使物块在静止时,下

问题描述:

如图所示,劲度系数为K2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,劲度系数为K1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,现想使物块在静止时,下面弹簧承受物重的

2
3
,应将上面弹簧的上端A竖直向上提高 ___ 的距离.

末态时的物块受力分析如图所示,其中F1′与F2′分别是弹簧k1、k2的作用力,物块静止有
F1′+F2′=mg
初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg
末态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2′=

2
3
mg
弹簧k2的长度变化量:△x2=
F2
K2
=
F2-F2
K2
=
mg
3k2

由F1′+F2′=mg,F2′=
2
3
mg得F1′=
1
3
mg
初态时,弹簧k1(原长)的弹力F1=0
末态时,弹簧k1(伸长)的弹力F1′=
1
3
mg
弹簧k1的长度变化量:△x1=
F1
K1
=
F1′-F1
K1
=
mg
3k1

由几何关系知所求距离为d=△x1+△x2=
mg(k1+k2)
3k1k2

故答案为:
mg(k1+k2)
3k1k2