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如图所示,质量为m1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上质量为m2的物体B相连,弹...

如图所示,质量为m1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B 都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩,不计绳与滑轮间的摩擦,开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向,重力加速度为g.
(1)求弹簧的压缩量;
(2)现施加一恒力F竖直向下拉挂钩,求物块B刚要离开地面时物块A的加速度;
(3)在(2)中,若物块B刚要离开地面时,物块A的速度为v,求从开始施加拉力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;
(4)若在挂钩上挂一质量为m3的物体C 并从静止开始释放,恰好能使物块B离开地面,求此过程中弹簧弹力对物块A所做的功.

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(1)根据胡克定律即可求解; (2)B刚要离开地面时,B受弹簧弹力F2和重力作用处于静止状态,求出弹力,对A进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求解; (3)先求出B刚要离开地面时,弹簧的伸长量,此过程中以A为研究对象,根据动能定理列式即可求解; (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,求出弹簧弹性势能增加量 即可求解. 【解析】 (1)根据胡克定律F1=kx1 得x1= (2)B刚要离开地面时,B受弹簧弹力F2和重力作用处于静止状态,则 F2=m2g            F-F2-m1g=m1a        a= (3)B刚要离开地面时,弹簧的伸长量为x2 kx2=m2g 此过程中以A为研究对象,根据动能定理 WF+WG+W弹=m1v2-0                         重力和拉力做功分别为    WG=-m1g(x1+x2)    WF=F(x1+x2 ) 得W弹=m1v2+(m1g-F)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 △Ep=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)                          得△Ep=( m3g-m1g) g 弹力对A所做的功W=-△Ep=(m1g-m3g) g    答:(1)弹簧的压缩量为; (2)物块B刚要离开地面时物块A的加速度为; (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m1v2+(m1g-F)g; (4)若在挂钩上挂一质量为m3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(m1g-m3g) g.
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考点分析:
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(1)小球从a→b,b→c,c→d所经历的时间    (填“相等”或“不相等”);
(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,根据小球从a→b,b→c,c→d的竖直方向位移差,求出小球从a→b,b→c,c→d所经历的时间是   
(3)根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度v=   
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(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和______
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(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是______
A.橡皮筋处于原长状态                    B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处                D.小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量(根据下面所示的纸带回答);
(5)下面是本实验的数据记录表,
橡皮筋
做功
10个间隔距离
x(m)
10个间隔时间
T(s)
小车获得速度
vn(m/s)
小车速度的平方vn2(m/s)2
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn______.请运用表中测定的数据在上图所示的坐标系中作出相应的图象,并验证理论的正确性.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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