题文
如图所示,质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上,与水平面间的动摩擦因数都为μ(μ≠0),用轻弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时,两物块均以加速度a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x ;若用水平力F’仍作用在m1上,两物块均以加速度a’=2a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x’。则下列关系正确的是:( )
A、F’=2F B、x’=2x
C、F’>2F B、x’<2x
题型:未知 难度:其他题型
答案
D
解析
考点:
分析:本题可先对整体用牛顿第二定律列式求出加速度,再隔离出m2用牛顿第二定律列式求出弹簧弹力.
解答:解:拉力为F时,对两个物体整体,由牛顿第二定律得:
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a ①;
假设弹簧弹力为F1,对质量为m2的物体,有:
F1-μm2g=m2a ②;
拉力为F’时,a’=2a,对两个物体整体而言,由牛顿第二定律得:
F’-μ(m1+m2)g=(m1+m2)2a ③;
假设弹簧弹力为F1′,对质量为m2的物体,有:
F1′-μm2g=2m2a′④;
由①③两式可解得:F’<2F ⑤;故AC错误;
由②④⑤三式可解得,F1′<2F1;
由胡克定律公式得,F1=kx,F1′=kx′,因而有x′<2x,故B错误,D正确.
故选D.
点评:本题关键为拉力变为2倍,合力变得大于2倍;弹簧弹力与地面是否粗糙无关!
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量分别为m1和m2的两物块放.....”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:




