题文
(9分)如图所示,一质量为
的物块A与直立轻弹簧的上端连接,弹簧的下端固定在地面上,一质量也为
的物块B叠放在A的上面,A、B处于静止状态。若A、B粘连在一起,用一竖直向上的拉力缓慢提B,当拉力的大小为
时,A物块上升的高度为L,此过程中,该拉力做的功为
;若A、B不粘连,用一竖直向上的恒力
作用在B上,当A物块上升的高度也为L时,A、B恰好分离。已知重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)弹簧的劲度系数
;
(2)恒力
的大小;
(3)A与B分离时速度的大小。
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
(1)设弹簧原长为
没有作用力
时,弹簧总长度为
当
时,弹簧总长度为
又由题意可知
解得
(2)A、B刚分离时,A不受B对它的弹力作用,经受力分析可得它的加速度为
此时B的加速度为
且刚分离时应有
由以上方程解得
(3)设上升L过程中,弹簧减小的弹性势能为
A、B粘连一块上升时,依据功能关系有:
在恒力F作用上升过程中有:
由以上两式可得:
点评:本题要注意临界条件的确定,两者分离不是弹簧恢复到原长而是二者加速度相同时.故分析清楚运动过程非常关键.
考点
据考高分专家说,试题“(9分)如图所示,一质量为的物块A与直立.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。
弹力的大小、胡克定律
弹力的大小:
弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。 
①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:
判定弹力的有无及其方向的方法:




