如圖質量為m1的物體A經(jīng)一輕質彈簧與下方地面上的質量為m2的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止狀態(tài).一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤,開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向,現(xiàn)在掛鉤上掛一質量為m3的物體C并從靜止狀態(tài)釋放,已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升.若將C換成另一個質量為(m1+m3)的物體D,仍從上述初始位置由靜止狀態(tài)釋放,則這次B則離地時D的速度大小是多少?已知重力加速度為g.

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  解:開始時,A、B靜止,設彈簧壓縮量為x1有kx1=m1g①

  掛C并釋放后C向下運動,A向上運動,設B剛要離地時彈簧伸長量為x2,有kx2=m2g②

  B不再上升,此時A、C速度為零,C已降到最低點.由機械能守恒定律與初能狀態(tài)去相比,彈簧彈性勢能的增加量為ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)③

  C換成D后,當B剛離地時彈簧勢能的增量與前一次相同,由能量關系得

  (m3+m1)v2m1v2=(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE④

  由③④得(2m1+m3)v2=m1g(x1+x2)⑤

  由①②⑤得v=


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如圖所示,質量m1=20kg和m2=50kg的兩物體,疊放在動摩擦因數(shù)為0.40的粗糙水平地面上,一處于水平位置的輕彈簧,勁度系數(shù)為200N/m,一端固定于墻壁,另一端與質量為m1的物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),現(xiàn)用一水平推力F作用于質量為m2的物體上,使它緩慢地向墻壁一側移動,取g=10m/s2,當移動0.50m時,兩物體間開始相對滑動,這時水平推力F的大小為( 。

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