问题详情:
如图所示,A、B质量分别为mA=1kg,mB=2kg,AB间用*簧连接着,*簧**系数k=100N/m,轻绳一端系在A上,另一端跨过定滑轮,B为套在轻绳上的光滑圆环,另一圆环C固定在桌边,B被C挡住而静止在C上,若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零,此时A处于静止且刚没接触地面。现用恒定拉力F=15N拉绳子,恰能使B离开C但不能继续上升,不计摩擦且*簧没超过**限度,求
(1)B刚要离开C时A的加速度, (2)若把拉力F改为F=30N,则B刚要离开C时,A的速度。
【回答】
【知识点】牛顿运动定律的综合应用;力的合成与分解的运用.B3 C2 C5
【*解析】(1)15m/s2;(2)3m/s. 解析: (1)B刚要离开C的时候,*簧对B的*力:N=mBg A的受力图如图,
由图可得:G+N-F=mAa1解得:a1=15m/s2,竖直向下(2)当F=0时,
*簧的伸长量:X1= =0.1m 当F=15N,且A上升到最高点时,*簧的压缩量: X2==0.2m 所以A上升的高度: h=X1+X2=0.1+0.2=0.3m 在A上升过程中,根据功能关系: Fh=mAgh+△Ep 所以*簧**势能增加了: △Ep=mAgh-Fh=(15-10)×0.3=1.5J 把拉力改为F′=30N,从A上升到当B恰要离开C时的过程中,*簧的**势能变化相等,根据功能关系,有:F′h-mAgh-△Ep=解得:vA=3m/s 此时,根据牛顿第二定律: F′-(G+N)=mAa2 解得:a2=0 【思路点拨】(1)题中恰能使B离开C但不能继续上升,说明临界情况是*力等于B的重力,然后对物体A受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度;(2)B刚要离开C时,*簧的*力不变,根据牛顿第二定律求解加速度;对两次上拉过程分别运用动能定理列式后联立求解得到速度.本题切入点在于“恰能使B离开C但不能继续上升”,然后根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度,根据功能关系列式求解末速度.
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题