Question

将一轻质弹簧竖直立在水平面上，当在其上端放上托盘Q时，平衡时弹簧缩短了3cm；当将一个物块P轻轻放在托盘中，待系统平衡后，弹簧又缩短了2cm；如果此时在P上施加一个竖直向下的力F，待系统再次平衡后，弹簧又缩短了2cm，如图所示，若在此时突然撤去力F，则（弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g）（  ）

A．刚撤去力F瞬间，物块P的加速度大小为0．4g

B．刚撤去力F瞬间，物块P的加速度大小为0．8g

C．撤去力F后，物块P、Q共同向上运动5cm后分离

D．撤去力F后，物块P、Q共同向上运动7cm后分离

Answer

A

【解析】

试题分析：当在其上端放上托盘Q时，平衡时弹簧缩短了3cm，则m1g=kx1 ①；当将一个物块P轻轻放在托盘中，待系统平衡后，弹簧又缩短了2cm，此时：m1g+m2g=k（x1+x2）②，撤去F后，k（x1+x2+x3）-（m1g+m2g）=（m1+m2）a ③；联立①②③，代入数据得：a=0．4g．故A正确，B错误；由于在物体P上施加力F之前，弹簧已经压缩了5cm，撤去力后，P与Q和弹簧组成的系统是一个弹簧振子系统，其振幅大小等于再次的压缩量，即2cm，所以PQ向上运动的最大位移是4cm，PQ不可能会分离．故CD错误．故选A．

考点：牛顿第二定律的应用

【名师点睛】该题可以将PQ和弹簧组成的系统与弹簧振子的系统比较，得出振幅是2cm，PQ向上的增大位移是4cm．这是题目的关键所在，而不是直接考虑物体的分离的条件。