一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物体.有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度,如图所示.现让木板由静止开始以加速度a匀加速向下移动,且a<g.经过t=___多长时间木板开始与物体分离.
问题描述:
一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物体.有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度,如图所示.现让木板由静止开始以加速度a匀加速向下移动,且a<g.经过t=___多长时间木板开始与物体分离.
答
当木板与物体即将脱离时,m与板间作用力N=0,此时,
对物体,由牛顿第二定律得:
mg-F=ma
又 F=kx
得:x=
m(g-a) k
对过程,由:x=
at2 得:1 2
t=
2m(g-a) ak
故答案为:
2m(g-a) ak
答案解析:当木板与物体刚要分离时,两物之间的弹力为零,根据牛顿第二定律求出两物体刚分离时弹簧伸长的长度.弹簧的伸长的长度等于物体的位移,由位移公式求解时间.
考试点:A:牛顿第二定律 B:匀变速直线运动的位移与时间的关系 C:胡克定律
知识点:本题关键分析物体刚分离时临界条件:弹力为零.牛顿第二定律研究某一状态时物体的合力与加速度的关系.