A,B两球质量分别为m1和m2,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l1的细线与m1相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端栓在竖直轴OO′上,如图所示,当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆周
问题描述:
A,B两球质量分别为m1和m2,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l1的细线与m1相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端栓在竖直轴OO′上,如图所示,当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆周运动时,弹簧长度为l2.
(1)此时弹簧伸长量△x多大?绳子拉力T多大?
(2)将线突然烧断瞬间,A,B两球加速度各多大?
答
(1)由题意可知,B球受到的弹簧弹力充当B球做圆周运动的向心力.设弹簧伸长△L,
满足:K△x=m2ω2(L1+L2)
解得弹簧伸长量为:△x=
,
m2ω2(L1+L2) k
对A球分析,绳的弹力和弹簧弹力的合力充当A球做匀速圆周运动的向心力.
满足:F−k△x=m1ω2L1
所以绳子的弹力为:F=m2ω2(L1+L2)+m1ω2L1
(2)绳子烧断的瞬间,A、B两球都由弹簧的弹力提供加速度.
A球:k△L=m1a1,
解得:a1=
m2ω2(L1+L2) m1
B球:k△L=m2a2,
解得:a2=ω2(L1+L2)
答:(1)此时弹簧伸长量为
,绳子弹力为m2ω2(L1+L2)+m1ω2L1
m2ω2(L1+L2) k
(2)将线突然烧断瞬间A、B两球的加速度大小分别是
和ω2(L1+L2).
m2ω2(L1+L2) m1