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时间:2020-03-27
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1、对一道常见物理题的思考瑞昌一屮郦午华问题:如图所示,质量均为m的A,B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止,用大小等于0.5mg的恒力F向上拉B,当运动距离h时与A分离。则下列说法正确的是:A.B和A刚分离时,弹簧为原长B.弹簧劲度系数等于3mg/2hC.从开始运动到B和A刚分离的过程中,两物体的动能先增大后减小D.从开始运动到B和A刚分离的过程屮,B物体的机械能一直增大解答:B和A刚分离吋,A、B间弹力为零,但它们具有相同的加速度,故此时A仍受到方向向上,大小为0.5mg的弹力作用,A错。乂因为K=AF/AX,得K二(2mg-0.5mg)/h=3mg/2h,B对。刚开始加速度方向向上,分
2、离时向下,所以,A、B—起先加速上升后减速上升,C对。由于B受到的拉力F及A对它的支持力一直对它做正功,故B物体机械能一直增大,D对。综上所述,此题答案选BCDo探究:表面上看,此题并无不妥之处,深思过后,发现很不对劲。因为刚开始具有向上的加速度,大小为0.25g,刚分离时,加速度向下,大小却为0.5mgo从运动的角度上分析,加速度从0.25g〜0的加速运动和加速度从0〜0.25g的减速运动具有对称性,即:在减速阶段中,当加速度达到0.25g时速度就已经为零,不可能继续向上减速。从能量的角度分析:整个过程合力做功为:W=-2mgh+(2mg+0.5mg)h/2+0.5mgh=-0.25m
3、gh,即:动能减少0.25mgho刚开始动能为零,还要减少0.25mgh,怎么可能?结论:以上探究过程说明,A、B不会分离。根据受力特点,它们将做简谐运动,刚开始运动时为此简谐运动的最低点。而在最高点,根据回复力大小与最低点对称,A、B整体合力大小为0.5mg,方向向下,故:此时弹簧弹力大小为mg,方向向上。A、B间弹力大小为0.25mgo最后,该题告诉我们,在习题的编制过程中,一定要注意习题本身的正确性。
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