我喜欢胜利的一刻作文:力学问题

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/01 06:16:28
用质量不计的弹簧把质量为3M的木板A与质量为M的木板B连接组成一个装置(装置是平面上平放木板B,一根弹簧在它上面,弹簧上面是木板A),B板置于水平地面上,现有一个竖直向下的力F向下压木板A,撤消F后,B板恰好被提离地面,力F的大小是多少?
(高中物理)
各位,本题是在机械能守恒定律之后做的.本题没有给弹簧劲度系数,我的答案是4MG,但结果是7MG,很奇怪啊.
本想不给出答案的,但看大家和我做的都不行啊.

刚才误以为弹簧的势能公式是 F*L,得到的结果是Mg,想想好象这个力不可能提起B;其实可以 F=hL(h为常数)的(F,L)坐标中可以看出其F=hL的积分为三交形面积 F*L/2

设弹簧系数为h, h*i=Mg, h*j=F (i,j为长度,都大于0)
设没受F力时,重力A,B重力势能和为0,
此时弹簧承受木板A(3Mg)的重量,则被压下3倍的i长,所以设此时弹簧的势能为 3Mg * 3i/2
当受到F后,弹簧的势能为 (3Mg+F)*(3i+j)/2
重力势能减少了 3Mg*j
弹簧势能与重力势能之和为 (3Mg+F)*(3i+j)/2-3Mg*j

撤消F后,B板恰好被提离地面,我们就考虑这临界状态(A、B速度都是0):
要提离地面的临界状态,弹簧对B的力刚好为Mg,所以弹簧被拉伸了i长,所以弹簧势能此时是Mg*i/2 ;
另外从“恰好”两字我们可以知道B被提的高度趋进于0,所以B的势能没变;
而A的重力势能是 3Mg*4i (0重力势能时,弹簧被压了3i长,既高度为-3i,此时又被拉伸了i长,所以比0重力势能面高4i)。
所以弹簧势能与重力势能之和为 Mg*i/2+3Mg*4i=12.5Mgi

因为能量守恒,两个状态的动能都为0,所以势能相等
(3Mg+F)*(3i+j)/2-3Mg*j=12.5Mgi
把h*i=Mg, h*j=F 带入式子
(3hi+hj)(3i+j)/2-3hi*j=12.5hi*i
两边可除以h,整理得 j*j-16i*i=0
有两解 j=4i

所以F=h*j=h*4i=4Mg

这道题可以用简单的振动来做,A受合力为0时(弹簧和重力都为3Mg,方向相反)为振动中心位置,B快提起的临界状态,弹簧变动了4i,所以下压的距离也是4i,F=4Mg 这样做虽然简单,但过程需要上面的计算支持!

我又算了一遍,应该是4Mg.
设弹簧原长x0,放上A后长x1,加上F后长x2.有:
k(x0-x1)=Mg (未加F时)
k(x0-x2)=F+Mg (加F后)
k[(x1-x2)-(x0-x1)]=3Mg (B刚好离地时)
解得F=4Mg。
应该没什么问题,可能是答案错了。

4Mg.稍微看了一眼,大伙都是从弹簧平衡位置及变量长度下手的,大同小异。偶4年没有看过物理了,觉得“成竹于胸”的解释比较完整,也比较难以看懂~~~~~sethxu兄想必是位高人 ~~~~

外力应该大于木板的总质量。

到底你那弹簧的弹性系数是多少啊

Mg
本题目根本不需要知道弹簧的弹性系数。
做受力分析就可得到正确答案