问题标题:
如图甲所示,轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速直线运动
问题描述:
如图甲所示,轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2),求:
(1)物体的质量m.
(2)物体脱离弹簧时的速度.
包斯琴回答:
(1)刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有
mg=kx…①
拉力F1为10N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有
F1+kx-mg=ma…②
物体与弹簧分离后,拉力F2为30N,根据牛顿第二定律,有
F2-mg=ma…③
代入数据解得:
m=2kg
a=5m/s2
(2)由v2=2ax可得:
v=105
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