如圖所示,在傾角為θ=30°的光滑斜面上有兩個用輕*簧相連線的物塊A、B,它們的質量均為m,*簧的勁度係數為k...
問題詳情:
如圖所示,在傾角為θ=30°的光滑斜面上有兩個用輕*簧相連線的物塊A、B,它們的質量均為m,*簧的勁度係數為k,C為一固定檔板,系統處於靜止狀態.現開始用一沿斜面方向的力F拉物塊A使之向上勻加速運動,當物塊B剛要離開C時F的大小恰為2mg.問:
(1)從F開始作用到物塊B剛要離開C的過程中*簧*力對物塊A做的功.
物塊B剛要離開C時,物塊A的動能.
(3)從F開始作用到物塊B剛要離開C的過程中力F做的功.
【回答】
解:(1)令x1表示未加F時*簧的壓縮量,由胡克定律和牛頓定律可知:
mgsin30°=kx1
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=mgsin30°
F﹣mgsin30°﹣kx2=ma
將F=2mg和θ=30°代入以上各式,解得:a=g
由x1+x2=at2
解得:t=
物塊B剛要離開C時,物塊A的速度為:
v=at=g
故動能為:
=
此時*簧的伸長量和F開始作用時的壓縮量相同,*簧的**勢能改變數為零,故*簧*力做功為零;
(3)由動能定理得:
WF﹣mg(x1+x2)sin30°=mv2
解得:WF=
答:(1)從F開始作用到物塊B剛要離開C的過程中*簧*力對物塊A做的功為零.
物塊B剛要離開C時,物塊A的動能為.
(3)從F開始作用到物塊B剛要離開C的過程中力F做的功為.
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題
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