如图所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方斜面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，斜面是光滑的，其倾角为θ．A、B都处于静止状态．一条不可伸长的

题文

如图所示，质量为m₁的物体A经一轻质弹簧与下方斜面上的质量为m₂的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，斜面是光滑的，其倾角为θ．A、B都处于静止状态．一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩．开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿斜面方向．现在挂钩上挂一质量为m₃的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开挡板但不继续上升．若将C换成另一个质量为(m₁+m₃)的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，已知重力加速度为g．求：
小题1:当B刚离开挡板时物体A的加速度
小题2:当B刚离开挡板时D的速度大小是多少？

题型：未知 难度：其他题型

答案

小题1:


小题2:

解析

小题1:对A使用牛顿第二定律
 


   2分       

=kx₂=m₂gsinθ  1分
对D使用牛顿第二定律
 


         2分


    
小题2:开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x₁，有
kx₁=m₁gsinθ              
挂C并释放后，C向下运动，A向上运动，设B刚要离开挡板时弹簧的伸长量为x₂，则
kx₂=m₂gsinθ             
B不再上升，表示此时A和C的速度为零，C已降到最低点．由机械能守恒定律，与初始状态相比，弹簧的弹性势能的增加量：


        3分
C换成D后，当B刚要离开地面时弹簧弹性势能的增加量与前一次相同，由机械能守恒定律：


  3分
得  

       


          3分

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧.....”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：

判定弹力的有无及其方向的方法：