如图所示,用完全相同的、劲度系数均为k的轻弹簧A、B、C将两个质量均为m的小球连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,已知重力加速

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,用完全相同的、劲度系数均为k的轻弹簧A、B、C将两个质量均为m的小球连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,已知重力加速度为g,试求出轻弹簧A、B、C各自的伸长量.(所有弹簧形变均在弹性范围内)

◎ 答案

将两小球看作一个整体,对整体受力分析,
可知整体受到重力2mg,弹簧A和C的拉力FA和FC的作用,受力如下图所示,

根据共点力的平衡条件有:
FA=
2mg
cos30°
,FC=2mgtan30°
根据胡克定律:FA=KXA,FC=KXC
联立以上各式得:弹簧AC的伸长量分别为:XA=
4

3
mg
3k
,XC=
2

3
mg
3k

对BC间的小球进行受力分析,其受力如图乙所示,

根据平衡条件由:FB=

(mg)2+FC2
=

21
mg
3

根据胡克定律有:FB=kxB,解得B的伸长量为:xB=

21
mg
3k

答:轻弹簧A、B、C各自的伸长量分别为:XA=
4

3
mg
3k
,xB=
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