4.(对应要点三)如图11-3-9所示,竖直轻弹簧两端分别与物块A、
B相连,物块A、B所受重力均为mg,物块B放在固定于水平面上的压力传感器上,物块A在初始位置处于平衡状态。现对物块A施以大小为F=mg的力将其下压一段距离x保持静止,然后撤去力F,当物块A向上运动到初始位置上方距离也是x时( )
A.压力传感器的读数是零 图11-3-9
B.压力传感器的读数是mg/2
C.压力传感器的读数是2mg
D.压力传感器的读数是mg
解析:设物块A在初始位置时弹簧的压缩量为x0,对A列平衡方程:mg=kx0 ①
施加力F后,A的平衡方程为
F+mg=k(x+x0) ②
又由于F=mg ③
由①②③得kx=mg,撤去力F的瞬间,物块A所受的回复力F回=k(x+x0)-mg=kx
当物块A向上运动到初始位置上方距离也是x时,由对称性知F回=kx,而kx=mg,可见物块A所受弹簧弹力恰好为零,以物块B为研究对象,受力分析知压力传感器对物块B的支持力为mg,故压力传感器的读数是mg,故选项D正确。
答案:D