Question

如圖所示，質量為M=0.5kg的物體B和質量為m=0.2kg的物體C，用勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧連在一起．物體B放在水平地面上，物體C在輕彈簧的上方靜止不動．現(xiàn)將物體C豎直向下緩慢壓下一段距離x=0.03m后釋放，物體C就上下做簡諧運動，在運動過程中，物體B始終不離開地面．已知重力加速度大小為g=10m/s²．試求：當物體C運動到最高點時，物體C的加速度大小和此時物體B對地面的壓力大小．

Answer 1

分析：先根據(jù)胡克定律求解物體C受到的彈力，然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，根據(jù)平衡條件求解物體B對地面的壓力大小．

解答：解：物體C放上之后靜止時，設彈簧壓縮量為x₀．
對物體C，有：mg=kx₀           ①
解得：x0=

mg

k

=

0.2×10

100

=0.02m
物體C從靜止向下壓縮x后釋放，物體C就以原來的靜止位置為中心上下做簡諧運動，振幅A=x=0.03m．
當物體C運動到最高點時，對物體C，有：
mg+k（x-x₀）=ma               ②
解得：a=15m/s²
當物體C運動到最高點時，設地面對物體B的支持力大小為F，對物體B，有：
k（x-x₀）+F=Mg                ③
解得：F=4N
故物體B對地面的壓力大小為4N．
答：當物體C運動到最高點時，物體C的加速度大小為15m/s²；此時物體B對地面的壓力大小為4N．

點評：本題關鍵是根據(jù)平衡條件、胡克定律和牛頓第二定律列式分析，不難．