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如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上做匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.求从F开始作用到物块B刚要离开C的时间.
分析:根据共点力平衡以及胡克定律求出未施加F时弹簧的压缩量,根据共点力平衡和胡克定律求出B刚要离开时弹簧的伸长量,通过牛顿第二定律求出A的加速度大小,通过位移时间公式求出从F开始作用到物块B刚要离开C的时间.
解答:解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿第二定律可知,
mgsin30°=kx1
令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A的加速度,由胡克定律和牛顿第二定律可知kx2=mgsin30°,F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg代入上式,又由x1+x2=
1
2
at2
解得
t=
2m
k

答:从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为t=
2m
k
点评:本题综合考查了共点力平衡、胡克定律和牛顿第二定律,综合性较强,关键理清初末状态,结合动力学知识求解.
练习册系列答案
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L4
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(1)两个带电量均为Q的正点电荷在a点处的合场强大小和方向;
(2)小滑块由a点向b点运动的过程中受到的滑动摩擦力大小;
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试求:
(1)小铁块在长木板上滑动时的加速度;
(2)长木板至少多长?
(3)在小铁块从木板中点运动到与木板速度相同的过程中拉力做了多少功?

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(1)物块B刚要离开C时,弹簧形变量为多少?
(2)物块B刚要离开C时,物块A的加速度多大?
(3)从开始到物块B刚要离开C时的过程中,物块A的位移多大?

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