一道高一物理题如图1所示,A、B质量分别为1k与4kg,A、B之间,B与水平地面之间均无摩擦.A通过质量不计的弹簧与B上

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  • 先通过受力分析过程,

    对B,

    B先在F作用下加速,一旦AB间相对滑动,弹簧即被拉长,拉力增加,B受到的合力开始减小,向右加速度减小,但速度仍增加,

    对A,在B开始运动后,弹簧在不断伸长,A的加速度在增加.当二者速度相等时,弹簧不再伸长,但是A,B加速度不可能相等,可以用计算方法验证,A的加速度大,所以A此时速度继续增加超过B,然后弹簧开始缩短,A的加速度开始减小,B的加速度开始增加.直到AB速度相等,加速度的单调性再次交替.如此周而复始.动态变化.

    (1)先整体法,AB作为一个整体,用牛顿第二运动定律,

    F=m1a1+m2a2

    a2=(F-m1a1)/m2=(10-1*1)/4=2.25

    (2)这道题是有bug的,虽然知道A加速度最大时,对应的时刻就是AB速度相等的时候.但是因为弹簧的倔强系数未知.如果考虑无穷大和无穷小的该系数,会发现这个题实际上无解(没有微积分理论).该系数决定(AB交替加速度变化的周期),利用动量定理,可以得到,第一次速度相等时的速度为所经历时间的2倍,即Ft=m1Va+m2Vb=(m1+m2)Vk,所以Vk=2t.Vk为第一次速度相等时二者的速度.但是时间求不出,因为倔强系数是不知道的.所以时间是变化的,因此该加速度也是变化的.

    猜测题目的本意是想让你计算B加速度为零时,A的加速度的.此时A的加速为a1=F/m1=10/1=10m/s^2

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