如图所示,质量为m 1 的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上质量为m 2 的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B

2025-05-20 15:30:30
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回答1:

(1)根据胡克定律F 1 =kx 1  得x 1 =
m 1 g
k

(2)B刚要离开地面时,B受弹簧弹力F 2 和重力作用处于静止状态,则
F 2 =m 2 g            
F-F 2 -m 1 g=m 1 a       
a=
F- m 1 g- m 2 g
m 1

(3)B刚要离开地面时,弹簧的伸长量为x 2
kx 2 =m 2 g  
此过程中以A为研究对象,根据动能定理
W F +W G +W =
1
2
m 1 v 2 -0                         
重力和拉力做功分别为   
W G =-m 1 g(x 1 +x 2 )   
W F =F(x 1 +x 2  )
得W =
1
2
m 1 v 2 +(m 1 g-F)
m 1 + m 2
k
g                   
(4)分析题意可知,B不再上升,表明此时A和C的速度为零,C已降到最低点.
以A、C和弹簧为研究对象,根据机械能守恒定律,弹簧弹性势能增加量为
△E p =m 3 g(x 1 +x 2 )-m 1 g(x 1 +x 2 )                         
得△E p =( m 3 g-m 1 g) 
m 1 + m 2
k
g
弹力对A所做的功W=-△E p =(m 1 g-m 3 g) 
m 1 + m 2
k
g    
答:(1)弹簧的压缩量为
m 1 g
k

(2)物块B刚要离开地面时物块A的加速度为
F- m 1 g- m 2 g
m 1

(3)在(2)中,若物块B刚要离开地面时,物块A的速度为v,从开始施加拉力F到物块B刚要离开地面过程中,
弹簧弹力对物块A所做的功为
1
2
m 1 v 2 +(m 1 g-F)
m 1 + m 2
k
g;
(4)若在挂钩上挂一质量为m 3 的物体C 并从静止开始释放,恰好能使物块B离开地面,此过程中弹簧弹力对物块A所做的功为(m 1 g-m 3 g) 
m 1 + m 2
k
g.