Question

【題目】如圖所示，輕繩繞過輕質定滑輪，一端連接物塊A，另一端連接在滑環C上，物塊A的下端用彈簧與放在地面上的物塊B連接，A、B兩物塊的質量均為m，開始時繩連接滑環C部分處于水平，繩剛好拉直且無彈力，滑輪到桿的距離為L；控制滑塊C，使其沿桿緩慢下滑，當C下滑L時，釋放滑環C，結果滑環C剛好處于靜止，此時B剛好要離開地面，不計一切摩擦，重力加速度為g。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）．

(1)求彈簧的勁度系數k和滑環C的質量M；

(2)若開始時繩連接滑環C部分處于水平，由靜止釋放滑環C，求當物塊B剛好要離開地面時，滑環C的速度大小。

Answer 1

【答案】(1)，M=1.6m(2)

【解析】

考查受力分析與機械能守恒。

（1）設開始時彈簧的壓縮量為x，則：

設B物塊剛好要離開地面，彈簧的伸長量為 ，則：

因此　

由幾何關系得：

解得

聯立解得：

當C下滑 時，釋放滑環C，結果滑環C剛好處于靜止，此時B剛好要離開地面,對C受力分析可知：

聯立解得：M=1.6m

(2)彈簧的勁度系數為k，開始時彈簧的壓縮量為：

當B剛好要離開地面時，彈簧的伸長量：

因此A上升的距離為：

C下滑的距離：

根據機械能守恒：

求得:

代入M=1.6m解得。