如图AB两滑环分别套在间距为1m的两根光滑平直杆上,A和B的质量之比为1:3,用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连,在 A环上作用一沿杆方向大小为20N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度a运动时,弹簧与杆夹角为53°.(cos53°=0.6)求:(1)弹簧的劲度系数为多少?(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,A的加速度为a′,a′与a之间比为多少?

问题描述:

如图AB两滑环分别套在间距为1m的两根光滑平直杆上,A和B的质量之比为1:3,用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连,在 A环上作用一沿杆方向大小为20N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度a运动时,弹簧与杆夹角为53°.(cos53°=0.6)求:

(1)弹簧的劲度系数为多少?
(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,A的加速度为a′,a′与a之间比为多少?

(1)设A和B的质量分别为m和3m.以两球和弹簧组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律得     a=Fm+3m=F4m再以A球为研究对象,则有    解得F弹=25N弹簧伸长的长度为x=1sin53°m−...
答案解析:(1)以两球和弹簧组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律求出加速度,再以A为研究对象求出弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的劲度系数.
(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,再分析受力,由牛顿第二定律求解a′与a之比.
考试点:牛顿第二定律;胡克定律.


知识点:两个物体的连接体问题,关键是研究对象的选择,可以就采用隔离法研究,也可以运用隔离法和整体法结合处理.