令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知:
mgsin30°=kx1
令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知:
kx2=mgsin30°
F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg和θ=30°代入以上各式,解得:a=g
由x1+x2=
at21 2
解得:t=
2m k
(2)物块B刚要离开C时,物块A的速度为:v=at=g
2m k
此时弹簧的伸长量和F开始作用时的压缩量相同,弹簧的弹性势能改变量为零.由动能定理得:
WF?mg(x1+x2)sin30°=
mv21 2
解得:WF=
3m2g2
2k
答:(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为
;
2m k
(2)到物块B刚要离开C时力F所做的功为
.3m2g2
2k