Question

【题目】如图所示，三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个相同的轻弹簧p、q用轻绳连接，每根弹簧受到的拉力为8N时，伸长量均为1cm。木块a静止于光滑水平桌面、木块c静止于地面、木块b静止于木块c的正上方，弹簧p处于原长，光滑滑轮左侧的轻绳呈水平状态，而其右侧的轻绳呈竖直状态。现用水平力F缓慢向左拉弹簧p的左端，直到木块c刚好离开水平地面，则F的大小为________N，该过程弹簧p的左端向左移动的距离是_________cm。

Answer 1

【答案】20 5

【解析】

[1]当c木块刚好离开水平地面时，绳子给b的拉力为

Fb=Gb+Gc=(mb+mc)g=(1kg+1kg)×10N/kg=20N

a受到水平向左的拉力和水平向右的拉力，根据平衡条件可知F的大小为

F= Fb=20N

[2]开始未用水平力拉p弹簧时，弹簧q处于压缩状态，受到的压力等于b物体的重力，弹簧q压缩的长度为

x1==1.25cm

当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得，弹簧q伸长的长度

x2==1.25cm

此时，弹簧p处于伸长状态，受到的拉力等于b、c的总重力，则弹簧p伸长的长度为

x3==2.5cm

该过程弹簧p的左端向左移动的距离

s=x1+x2+x3=1.25cm+1.25cm+2.5cm=5cm