题文
两木块A、B质量分别为m、M,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平地面上,如图所示,用外力将木块A压下一段距离静止,释放后A上下做简谐振动.在振动过程中,木块B刚好始终不离开地面(即它对地面最小压力为零).求:
(1)木块A的最大加速度;
(2)木块B对地面的最大压力大小;
(3)要使B离开地面,将A下压至静止的外力至少多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)当弹簧处于伸长至最长状态时,M刚好对地面压力为零,
故弹簧中弹力F=Mg;此时m有最大加速度,
由F+mg=ma,得:
a=Mg+mgm.
(2)由对称性,当m运动至最低点时,弹簧中弹力大小为F,但此时弹簧是处于压缩状态,
根据牛顿第二定律得:f-mg=ma
即f=m(g+a)=2mg+Mg
所以F压=f+Mg=2(m+M)g
(3)要使B离开地面,即当弹簧处于伸长至最长状态时,M刚好对地面压力为零时,F取最小值,
所以F≥ma=(m+M)g
即将A下压至静止的外力至少为(m+M)g
答:(1)木块A的最大加速度为am=Mg+mgm;(2)木块B对地面的最大压力大小为2(m+M)g;(3)要使B离开地面,将A下压至静止的外力至少为(m+M)g.
解析
Mg+mgm
考点
据考高分专家说,试题“两木块A、B质量分别为m、M,用劲度系数.....”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:





