Question

如圖所示，水平面上質(zhì)量均為4kg的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做加速度為5m/s²的勻加速直線運(yùn)動．選定A的起始位置為坐標(biāo)原點，g=10m/s²，從力F剛作用在木塊A的瞬間到B剛好離開地面的瞬間這個過程中，力F與木塊A的位移x之間關(guān)系圖象正確的是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：最初彈簧被壓縮，A物體受到豎直向上的彈力等于重力，由于A物體做勻加速直線運(yùn)動，對A受力分析，列出牛頓第二定律解出對應(yīng)的表達(dá)式；當(dāng)B物體要離開地面時地面的支持力為零，彈簧對B物體向上的拉力等于B物體的重力，即彈簧對A物體向下的拉力等于B的重力，再列出牛頓第二定律解出此所需的拉力F大小即可．
解答：解：設(shè)初始狀態(tài)時，彈簧的壓縮量為x，彈簧勁度系數(shù)為k，物體的質(zhì)量為m，則kx=mg；
   力F作用在木塊A上后，選取A為研究對象，其受到豎直向上的拉力F、豎直向下的重力mg和彈力k（x-x）三個力的作用，
   根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)+k（x-x）-mg=ma，即F=ma+kx=20+kx；
   當(dāng)彈簧對物體B豎直向上的彈力等于重力時B剛好離開地面，此時彈簧對物體A施加豎直向下的彈力F_彈，大小為mg，
   對物體A運(yùn)用牛頓第二定律有F-mg-F_彈=ma，
   代入數(shù)據(jù)，可求得F=100N．
   故選：A
點評：解決此類題時要注意胡克定律中彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，這里的形變量既可以是彈簧的伸長量，也可以是彈簧的壓縮量．