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一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示.突

题文

一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示.突然撤去外力,木板和物块一起向上运动0.2m时,物块恰好与木板分离,此时木板的速度为4m/s,则物块和木板分离时弹簧的弹力为______ N,木板和物块一起向上运动,直至分离的过程中,弹簧弹力做的功为______J.


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

撤去外力,木板和物块一起向上加速运动,物块和木板分离时两者之间的弹力为零,对m而言,由牛顿第二定律可知其加速度为零,对M,由牛顿第二定律分析得知,弹簧的弹力为零.
木板和物块一起向上运动,直至分离的过程中,对物块和木板整体,由动能定理得
   W-(M+m)gh=12(M+m)v2
得 W=(M+m)gh+12(M+m)v2=50J
故答案为:0,50

解析

12

考点

据考高分专家说,试题“一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相.....”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。

一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示.突

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:

一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示.突



一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示.突

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