Question

【題目】如圖甲所示，傾角θ=30°的光滑斜面足夠長(zhǎng)，一輕質(zhì)彈簧下端與斜面底部的擋板固 定，A、B兩木塊疊放在輕彈簧上端，且靜止在斜面上．已知木塊A、B質(zhì)量分別為0．84 kg和 0．80 kg，彈簧的勁度系數(shù)k=100 N/m，若在木塊A上施加一個(gè)平行于斜面向上的力F，使 A由靜止開始以0．25 m/s2的加速度沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．以木塊A的的初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向上建立x軸，力F與木塊A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的位移x的關(guān)系如圖乙所示．（g=10 m/s2）求：

（1）開始時(shí)彈簧壓縮量x1；

（2）圖乙中x0、F1和F2的值；

（3）木塊A、B由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)到恰好分離的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能變化量．

Answer 1

【答案】（1）8．2×10-2m（2）F1=0．41N； F2=4．41N（3）-0．248J

【解析】

試題分析：（1）對(duì)AB整體初始位置由平衡關(guān)系可得：（mA+mB）gsinθ=kx1

代入數(shù)據(jù)可知：x1=8．2×10-2m

（2）AB恰要分離時(shí)，對(duì)A由牛頓第二定律：F2-mAgsinθ=mAa

代入數(shù)據(jù)可得：F2=4．41N

對(duì)AB整體由牛頓第二定律可知：F2+kx-（mA+mB）gsinθ=（mA+mB）a

代入數(shù)據(jù)解得：x1=4．2×10-2m

x0=x1-x=4．0×10-2m

AB剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)1+kx1-（mA+mB）gsinθ=（mA+mB）a

代入數(shù)據(jù)解得：F1=0．41N

（3）對(duì)AB由靜止開始到分離由動(dòng)能定理：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)知道：分離時(shí)v2=2ax0

代入數(shù)據(jù)可知：