如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻*簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,*簧的劲度系数为k...
问题详情:
如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻*簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,*簧的劲度系数为k,C为一固定档板,系统处于静止状态.现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.问:
(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的过程中*簧*力对物块A做的功.
物块B刚要离开C时,物块A的动能.
(3)从F开始作用到物块B刚要离开C的过程中力F做的功.
【回答】
解:(1)令x1表示未加F时*簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知:
mgsin30°=kx1
令x2表示B 刚要离开C时*簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知:
kx2=mgsin30°
F﹣mgsin30°﹣kx2=ma
将F=2mg和θ=30°代入以上各式,解得:a=g
由x1+x2=at2
解得:t=
物块B刚要离开C时,物块A的速度为:
v=at=g
故动能为:
=
此时*簧的伸长量和F开始作用时的压缩量相同,*簧的**势能改变量为零,故*簧*力做功为零;
(3)由动能定理得:
WF﹣mg(x1+x2)sin30°=mv2
解得:WF=
答:(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的过程中*簧*力对物块A做的功为零.
物块B刚要离开C时,物块A的动能为.
(3)从F开始作用到物块B刚要离开C的过程中力F做的功为.
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题
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