一较长的弹簧两端拴着质量分别为m1和m2的物体,今将m2放于水平面上,缓缓向下加力将m1往下压,如图,m1到最低点时所施压力大小为F.若要求撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少多大?
网友回答
解:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高,弹簧将m2拉得恰好跳离桌面时,弹簧的弹力大小等于m2g,
根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1===,方向竖直向下.
根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,
根据牛顿第二定律得
?? F=m1a2=(m1+m2)g
答:撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.
解析分析:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高点时,弹簧恰好将m2拉起跳离桌面时,F最小.由牛顿第二定律求出m1到达最高点时的加速度,根据简谐运动的对称性,得到m1到达最低点时的加速度,此时m1所受的合力大小等于F,再由牛顿第二定律求出F.
点评:本题关键抓住简谐运动的对称性,分析受力情况仍是基础.难度较大.