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如图甲所示,一根质量可忽略的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A,手拿一个质量为M的木板B托住A,如图乙所示,此时如果突然撤去B,则A向下运动的加速度为g,现用手控

题目详情
如图甲所示,一根质量可忽略的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A,手拿一个质量为M的木板B托住A,如图乙所示,此时如果突然撤去B,则A向下运动的加速度为g,现用手控制B以加速度
g
3
向下做匀加速直线运动.求:(1)求砝码A做匀加速直线运动的时间;
(2)求这段运动过程起始和终点时刻手对木板B的作用力.
▼优质解答
答案和解析
(1)设用木板B托住A时,弹簧伸长量为x1,突然撤去B后瞬间,弹簧弹力不变,对A受力分析如图,由牛顿第二定律,有:mg-F1=mg   
F1=kx1
可得x1=0,即弹簧处于原长,
A随B向下匀加速结束瞬间,A、B恰好分离,A、B间作用力为0,设此时弹簧伸长量为x2,对A受力分析如图,由牛顿第二定律,有:mg-F2=m
g
3

F2=kx2
解得x2=
2mg
3k

设A做匀加速运动的时间为t
有:x2-x1=
1
2
g
3
•t2,解得t=2
m
k

(2)设这段运动起始时手对板B的作用力为F,此时弹簧处于原长,将A、B作为整体,受力分析如图,由牛顿第二定律,有:
(M+m)g-F=(M+m)
g
3

解得F=
2
3
(M+m)g
设终时刻手对B的作用力为F’,此时A、B间作用力为0,对B受力分析如图,由牛顿第二定律,有:
Mg-F′=M
g
3

解得F′=
2
3
Mg
答::(1)求砝码A做匀加速直线运动的时间为2
m
k

(2)求这段运动过程起始和终点时刻手对木板B的作用力
2
3
Mg.
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