在水平面上放着两个质量分别为2kg和3kg的小铁块m和M,它们之间用一原长为10cm,劲度系数为100N/m的轻弹簧相连,铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2.铁块M受到一大小为20N的恒定水平外力F,两个铁块一起向右做匀加速直线运动,如图所示.这时两铁块之间弹簧的长度应为(重力加速度g取10m/s2)A.12cmB.13cmC.15cmD.18cm
网友回答
D
解析分析:对整体受力分析,由牛顿第二定律可求得系统加速度;再对m分析可求得弹簧的拉力;再由胡克定律可求得弹簧的伸长量.
解答:整体水平方向受拉力、摩擦力;由牛顿第二定律可知:
F-μ(M+m)g=(M+m)a
解得:a===2m/s2;
m受拉力和摩擦力而做匀加速直线运动:
拉力F′=ma+μmg=2×2+0.2×20N=8N;
由胡克定律可知,形变量x==0.08m
则弹簧的长度为l+x=0.18m=18cm;
故选D.
点评:本题关键在于先以整体为研究对象,再用隔离法进行分析,注意整体法时不能分析内力.