問題詳情:
如圖所示,在傾角爲θ的光滑斜面上有兩個用輕質*簧相連接的物塊A、B,它們的質量相等,均爲m,*簧的勁度係數爲k,C爲一固定擋板.系統處於靜止狀態.現開始用沿斜面方向的力F(F未知)拉物塊A使之向上做加速度爲a的勻加速運動,當物塊B剛要離開C時,沿斜面方向的力爲F(F未知)保持此時的值變爲恆力,且此時*簧與物塊A連接處斷裂,物塊A在恆力作用下繼續沿斜面向上運動.重力加速度爲g,求:
(1)恆力F的大小;
(2)物塊A從斷裂處繼續前進相同的距離後的速度.
【回答】
解:(1)令x2表示B 剛要離開C時*簧的伸長量,a表示此時A 的加速度,
由胡克定律和牛頓定律可知:kx2=mgsinθ
F﹣mgsinθ﹣kx2=ma
聯立得:F=mg+ma
(2)令x1表示未加F時*簧的壓縮量,由胡克定律和平衡條件可知
mgsinθ=kx1
*簧與物塊A連接處斷裂,物塊A的瞬時速度爲v,
由s=x1+x2
又:v2=2as
物塊A在恆力作用下繼續沿斜面向上運動,由胡克定律和牛頓定律可知
F﹣mgsinθ=ma2
解得:
答:(1)恆力F的大小是mg+ma;
(2)物塊A從斷裂處繼續前進相同的距離後的速度是.
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題