如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质*簧相连接的物块A、B,它们的质量相等,均为m,*簧的劲度系数为k...
问题详情:
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质*簧相连接的物块A、B,它们的质量相等,均为m,*簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用沿斜面方向的力F(F未知)拉物块A使之向上做加速度为a的匀加速运动,当物块B刚要离开C时,沿斜面方向的力为F(F未知)保持此时的值变为恒力,且此时*簧与物块A连接处断裂,物块A在恒力作用下继续沿斜面向上运动.重力加速度为g,求:
(1)恒力F的大小;
(2)物块A从断裂处继续前进相同的距离后的速度.
【回答】
解:(1)令x2表示B 刚要离开C时*簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,
由胡克定律和牛顿定律可知:kx2=mgsinθ
F﹣mgsinθ﹣kx2=ma
联立得:F=mg+ma
(2)令x1表示未加F时*簧的压缩量,由胡克定律和平衡条件可知
mgsinθ=kx1
*簧与物块A连接处断裂,物块A的瞬时速度为v,
由s=x1+x2
又:v2=2as
物块A在恒力作用下继续沿斜面向上运动,由胡克定律和牛顿定律可知
F﹣mgsinθ=ma2
解得:
答:(1)恒力F的大小是mg+ma;
(2)物块A从断裂处继续前进相同的距离后的速度是.
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题