(2013?湖南模擬)如圖所示,質量均為m的A、B兩物體分別固定在質量不計的輕彈簧的兩端,當A靜止時彈簧的壓縮量為l.現(xiàn)用一豎直向下的恒力F=3mg作用于A上,當A運動一段距離x,后撤去F,結果B剛好不離開水平面,則l:x的值為(  )
分析:撤去F后,物體B剛好不離開水平面,說明物體B做簡諧運動,到最高點時,彈簧對物體B的拉力等于物體B的重力,結合平衡條件求解出物體A的振幅.然后對從開始推物體A到A運動到最高點過程運用動量定理列式求解推論F的作用距離.
解答:解:力F作用前,物體A保持靜止,根據(jù)平衡條件,有:mg=kl,解得:k=
mg
l
;
撤去F后,物體B剛好不離開水平面,說明物體B做簡諧運動,到最高點時,彈簧對物體B的拉力等于物體B的重力,故kl′=mg,代入k,解得l′=l;
物體A的振幅為2l;
對從力F開始作用到物體A反彈到最高點過程運用動能定理,有:
-mg(2l)+Fx=0-0
(彈簧彈力做功等于彈性勢能的變化,為零)
解得:x=
2mgl
F
=
2mgl
3mg
=
2
3
l
;
故l:x=3:2;
故選A.
點評:本題關鍵對從推論開始作用到物體A反彈到最高點過程采用動能定理列式求解.
練習冊系列答案
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(2013?湖南模擬)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線方向水平.一個質量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點,軌跡如圖中虛線BC所示,已知它落地時相對于B點的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為
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.當傳送帶靜止時,讓 P再次從A點由靜止釋放,它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的C點,當驅動轉動帶動傳送帶以速度v勻速向右運動時(其他條件不變),P的落地點為 D.不計空氣阻力.
(a)求P滑到B點時的速度大小
(b)求P與傳送帶之間的摩擦因數(shù)
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(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)試求:
(1)小物塊離開A點時的水平初速度v1
(2)小物塊經(jīng)過O點時對軌道的壓力.
(3)假設小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.3,傳送帶的速度為5m/s,則PA間的距離是多少?
(4)斜面上CD間的距離.

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