Question

三個重量均為10N的相同木塊a、b、c和兩個勁度均為500N/m的相同輕彈簧p、q用細線連接如圖，其中a放在光滑水平桌面上．開始時p彈簧處于原長，木塊都處于靜止．現(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平地面為止．該過程p彈簧的左端向左移動的距離是（輕彈簧和細線的重量都忽略不計）（　�。�

A．4cm

B．6cm

C．8cm

D．10cm

Answer 1

分析：剛開始彈簧p處于原長，而彈簧q被壓縮；之后p、q彈簧都伸長；細線的形變量忽略不計，故可以結(jié)合胡克定律和幾何關(guān)系得到p彈簧的左端向左移動的距離．

解答：解：剛開始彈簧p處于原長，而彈簧q被壓縮，設(shè)壓縮量為x₁，根據(jù)胡克定律，有
mg=kx₁
解得
x1=

mg

k

=

10N

500N/m

=0.02m
用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平地面為止，此時，對物體C受力分析，受重力和拉力，設(shè)彈簧伸長量為x₂，根據(jù)胡克定律，有
mg=kx₂
解得
x2=

mg

k

=

10N

500N/m

=0.02m
對物體b受力分析，受重力mg、彈簧拉力F和細線拉力T，根據(jù)平衡條件，有
T=F+mg=20N
對物體a受力分析，受重力、支持力、細線拉力T和彈簧彈力F′，根據(jù)平衡條件，有
F′=T=20N
設(shè)彈簧p伸長量為x₃，根據(jù)胡克定律，有
F′=kx₃
解得
x3=

F′

k

=

20N

500N/m

=0.04m
根據(jù)幾何關(guān)系，p彈簧的左端向左移動的距離是：x=x₁+x₂+x₃=0.08m
故p彈簧的左端向左移動的距離是0.08m，即8cm．
故選C．

點評：本題關(guān)鍵是找出臨界狀態(tài)，然后求出彈簧各個時刻的壓縮量和伸長量，最后根據(jù)幾何關(guān)系得到p彈簧的左端向左移動的距離．