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15、(10分)如图所示,一劲度系数为k1的弹簧,竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体。另一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两个弹簧的质量都不计。现在要使物体在静止时下面弹簧压缩量减为原来的4/5时,应将上面弹簧的上端A竖直向上提高一段距离d,求出d的值。


答案与解析:

解析:未上提k2时,弹簧k1的压缩量为x1,由胡克定律和平衡条件知mg=k1x1,即,(2分)

现将上方弹簧k2向上提,使k1的压缩量减为原来的4/5,即,(2分)

,即下方弹簧(物体)上升

,(2分)

这时上方弹簧伸长x2,上方弹簧的拉力为k2x2,对物体受力分析,由平衡条件,有k2x2+k1x1′=mg,得,(2分)

所以,弹簧k2上端A上升距离为(2分)