Question

S₁和S₂表示勁度系數(shù)分別為k₁和k₂的兩根彈簧，k₁＞k₂；a和b表示質(zhì)量分別為m_a和m_b的兩個小物體，m_a＞m_b，將彈簧與物塊按圖示方式懸掛起來，現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大，則應(yīng)使（ ）

A．S₁在上，a在上
B．S₁在上，b在上
C．S₂在上，a在上
D．S₂在上，b在上

Answer 1

【答案】分析：彈簧和物體共有四種組合方式，分別對上下兩個物體受力分析，然后結(jié)合胡克定律求解出彈簧的總長度．
解答：解：先對下面的物體受力分析，受重力和下面的彈簧的拉力而平衡，即下面的彈簧的彈力等于下面彈簧的拉力，有
k_下x_下=m_下g      ①
再對兩個物體的整體受力分析，受到總重力和上面彈簧的拉力，根據(jù)共點力平衡條件，有
k_上x_上=（m_a+m_b）g   ②
彈簧總長度為
L=L_a+L_b+x_上+x_下=
要使總長度最大，k上要取最小值k₂，m_下要取最大值m_a，k下要取最大值k₁，故S₂在上，b在上；
故選D．
點評：本題關(guān)鍵是對a、b物體受力分析，求出上下兩個彈簧的彈力，然后根據(jù)胡克定律得到總長度的表達(dá)式進(jìn)行分析討論；當(dāng)然也可以對四種組合分別求出總長度的表達(dá)式再進(jìn)行分析．