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如图4-3所示,劲度系数为k的弹簧一端固定于墙上,另一端与质量为m1的木块相连.木块m1与质量为m2的木块用轻绳相连.整个系统置于光滑水平面上,然后以恒力F向右拉m2,使m1自平衡位置由静止开始运动.求两木块组成系统所受合外力为零时的速度,以及此过程中绳的拉力T对m1所做的功,恒力F对m2所做的功.
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参考解答
正确答案:设弹簧伸长x时两木块组成的系统所受合外力为零即有F—kx=0.所以可得 x=F/k (1)设两木块组成的系统所受合外力为零时速度为v.拉力T对m1所做的功为AT恒力F对m2所做的功为AF弹簧在此过程所做的功为Ak则对两木块组成系统由动能定理可得 1/2(m1+m2)v2=AF+Ak (2)对木块m2由动能定理可得 (1/2)m2v2=AF+AT (3)由功的定义可得T对m1所做的功和弹力做的功分别为 AF=Fx=F2/k (4)将式(4)和(5)代入式(2)解得速度
将式(6)和(4)代入式(3)解得T对m1所做的功为
设弹簧伸长x时,两木块组成的系统所受合外力为零,即有F—kx=0.所以可得x=F/k(1)设两木块组成的系统所受合外力为零时速度为v.拉力T对m1所做的功为AT,恒力F对m2所做的功为AF,弹簧在此过程所做的功为Ak则对两木块组成系统,由动能定理可得1/2(m1+m2)v2=AF+Ak(2)对木块m2由动能定理可得(1/2)m2v2=AF+AT(3)由功的定义可得T对m1所做的功和弹力做的功分别为AF=Fx=F2/k(4)将式(4)和(5)代入式(2)解得速度将式(6)和(4)代入式(3)解得T对m1所做的功为
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