如图所示，质量不计、劲度系数为k=600N/m的弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面底端，另一端拴住质量m1="4" kg的物块P，与P紧靠的是质量m

题文

（13分）如图所示，质量不计、劲度系数为k=600N/m的弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面底端，另一端拴住质量m₁="4" kg的物块P，与P紧靠的是质量m₂="8" kg的重物Q，系统处于静止。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力。sin37°=0.6，g取10 m/s²；求：



（1）系统静止时，弹簧的形变量


（2）物块Q匀加速运动时的加速度的

大小
（3）力F的最大值

与最小值

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)

 (2) 3 m/s² (3) F_max＝72 N  F_min=36N

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解析

（1）设刚开始时弹簧压缩量为x₀
则(m₁＋m₂)gsinθ＝kx₀              2分


                 1分
（2）从受力角度看，两物体分离的条件是两物体间的正压力为0，从运动学角度看，一起运动的两物体恰好分离时，两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。
因为在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力，所以在0.2 s时，P对Q的作用力为0，由牛顿第二定律知
kx₁－m₁gsinθ＝m₁a                   2分
F－m₂gsinθ＝m₂a                   2分
前0.2 s时间内P、Q向上运动的距离为
x₀－x₁＝

     1分          
①②④式联立解得a＝3 m/s²          1分
（3）当P、Q开始运动时拉力最小，此时有
F_min＝(m₁＋m₂)a＝36 N          2分
当P与Q分离时拉力最大，
此时有F_max＝m₂(a＋gsinθ)＝72 N         2分

考点

据考高分专家说，试题“（13分）如图所示，质量不计、劲度系数为.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。

匀变速直线运动

定义：
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动，即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。

特点：
a=恒量。

匀变速直线运动规律(基本公式)：
速度公式：v=

位移公式：x=
速度平方公式：
位移公式：x=
速度平方公式：

位移—平均速度关系式：x=

匀变速直线运动的几个重要推论：

1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
   

   匀变速直线运动的几个重要推论：

   1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
      (此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论：S_n＋m－S_n＝
      ，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   2. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   3. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   4. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   5. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝
      。

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