Question

如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一质量为2kg的物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s²），则正确的结论是（ ）
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C．物体的质量为3kg
D．物体的加速度大小为5m/s²

Answer

物体一直匀加速上升，从图象可以看出，物体与弹簧分离后，拉力为30N；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡；拉力为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，弹簧压缩量为4cm；根据以上条件列式分析即可．
【解析】
A、物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；
B、C、D、刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有
mg=kx  ①
拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有
F1+kx-mg=ma   ②
物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有
F2-mg=ma    ③
代入数据解得
m=2kg
k=5N/cm
a=5m/s2
故B错误，C错误，D正确；
故选D．