Question

如图，在倾角为θ的光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连接的物体A、B．它们的质量分别是m_A和m_B，弹簧的劲度系数k，C为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物体A，使之沿斜面向上运动．若重力加速度为g，求：
（1）物体B刚离开C时，物体A的加速度a．
（2）从开始到物体B刚要离开C时，物体A的位移d．

Answer

先对木块A受力分析，受重力，斜面的支持力和弹簧的弹力，根据共点力平衡条件求出弹簧的弹力后，再得到弹簧的压缩量；物块B刚要离开C时，先对物块B受力分析，受重力、支持力和弹簧的拉力，根据平衡条件求出弹簧弹力后进一步得到弹簧的伸长量，从而得到物体A的位移；最后再对物体A受力分析，受到拉力F、重力、支持力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律求出加速度．
【解析】
（1）系统静止时，弹簧处于压缩状态，分析A物体受力可知：
F1=mAgsinθ，F1为此时弹簧弹力，设此时弹簧压缩量为x1，
则F1=kx1，得x1=
在恒力作用下，A向上加速运动，弹簧由压缩状态逐渐变为伸长状态．当B刚要离开C时，弹簧的伸长量设为x2，分析B的受力有：
kx2=mBgsinθ，
得x2=
设此时A的加速度为a，由牛顿第二定律有：
F-mAgsinθ-kx2=mAa，
得a=
（2）A与弹簧是连在一起的，弹簧长度的改变量即A上移的位移，故有d=x1+x2，
即有：d=
答：（1）物体B刚离开C时，物体A的加速度a=；
（2）从开始到物体B刚要离开C时，物体A的位移d=．