问题补充:
如图所示,一质量为m的物块A与直立轻弹簧的上端连接,弹簧的下端固定在地面上,一质量也为m的物块B叠放在A的上面,A、B处于静止状态.若A、B粘连在一起,用一竖直向上的拉力缓慢上提B,当拉力的大小为时,A物块上升的高度为L,此过程中,该拉力做功为W;若A、B不粘连,用一竖直向上的恒力F作用在B上,当A物块上升的高度也为L时,A与B恰好分离.重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)恒力F的大小;
(2)A与B分离时的速度大小.
答案:
解:(1)A、B静止时设弹簧压缩距离为x,应有2mg=kx①
当A、B粘连A上升高度为L时应有+k(x-L)=2mg②
联立①②两式可得kL=③
由动能定理可得W+-2mgL=0④
当A、B不粘连时,对AB整体应有F-2mg+k(x-L)=2ma⑤
对A应有看k(x-L)-mg=ma⑥
联立③⑤⑥解得F=⑦
故恒力F的大小为.
(2)当A、B不粘连时由动能定理可得FL+-2mgL=m⑧
联立④⑦⑧可得v=.
故A与B分离时的速度大小为v=.
解析分析:本题的关键是明确缓慢上提B时AB处于动态平衡,可以根据平衡条件列出②,当用恒力时物体AB产生加速度,再分别对整体与A列出牛顿第二定律表达式⑤⑥,然后即可求出恒力F的大小;再分别对两个不同的过程列出动能定理,即可求出速度.
点评:明确物理过程,正确进行受力分析,然后选取相应的物理规律,是解题的关键.
如图所示 一质量为m的物块A与直立轻弹簧的上端连接 弹簧的下端固定在地面上 一质量也为m的物块B叠放在A的上面 A B处于静止状态.若A B粘连在一起 用一竖直向上的