如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们的一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在P、Q点,当物体平衡时,上面的弹簧k2处于原长,若要把物体的质量换成2m(
问题描述:
如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们的一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在P、Q点,当物体平衡时,上面的弹簧k2处于原长,若要把物体的质量换成2m(它的厚度不变,且均在弹簧的弹性限度内),再次平衡时,物体比第一次平衡时下降的距离x为( )
A.
mg (k1+k2)
B.
k1k2
(k1+k2)mg
C.
2mg (k1+k2)
D.
2k1k2
(k1+k2)mg
答
当物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为x2=
①mg k2
当物体的质量变为2m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为x2+x,两弹簧弹力之和等于2mg由胡克定律和平衡条件得:
k1x+k2(x2+x)=2mg ②
由①②联立解得,x=
mg
k1+k2
故选A