如图所示,A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上,已知木块A、B质量分别为0.42 kg和0.40 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m,若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使A由静止开始以0.5 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10 m/s2).求:
(1)使木块A竖直做匀加速度运动的过程中,力F的最大值;
(2)若木块由静止开始做匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减少了0.248 J,求这一过程中F对木块做的功.
此题难点在于能否确定两物体分离临界点. 当F=0(即不加竖直向上F力)时,设木块A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧原压缩量为x,有 kx=(mA+mB)g 即 ① 对于木块A施加力F,A、B受力如图所示. 对木块A有 F+N-mAg=mAa, ② 对于木块B有k-N-mBg=mBa. ③ 可知,当N≠0时,A、B加速度相同,由②式知欲使木块A匀加速度运动,随N减小F增大.当N=0时,F取得了最大值Fm, 即:Fm=mA(g+a)=4.41 N. 又当N=0时,A、B开开始分离,由③式知,弹簧压缩量k=mB(a+g), 则: ④ 木块A、B的共同速度 ⑤ 由题知:此过程弹性势能减少了Wp=Ep=0.248 J. 设F力所做的功为WF,对这一过程应用功能原理,得 ⑥ 联立①④⑤⑥式,得WF=9.64×10-2 J. |
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科目:高中物理 来源:2013届上海市徐汇区高三上学期期末考试物理试卷(带解析) 题型:单选题
如图所示,A、B两个异种电荷的等质量小球,分别被两根绝缘细绳系在木盒内的同一竖直线上。静止时,木盒对地面的压力为FN,细绳对A的拉力为F1,细绳对B的拉力为F2,若将系B的细绳和系A的细绳同时断开,则两细绳刚断开时( )
A.木盒对地面的压力增大
B.木盒对地面的压力减小
C.木盒对地面的压力为FN+F2-F1
D.木盒对地面的压力为FN+F1-F2
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科目:高中物理 来源:2012-2013学年辽宁省五校协作体高三上学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:选择题
如图所示,A,B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内,且在同一竖直线上,静止时木盒对地面的压力为FN,细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开,下列说法中正确的是( )
A.刚断开时木盒对地的压力等于FN
B.刚断开时木盒对地的压力等于FN+F
C.刚断开时木盒对地的压力等于FN-F
D.在B向上运动的过程中,木盒对地的压力逐渐变大
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