题目内容

【题目】如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABCA点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求:m1m2沿斜面各移动的距离.

【答案】m1m2沿斜面移动的距离各为sinθ+cosθ+sinθ+cosθ).

【解析】

试题在旋转前后,物体均处于平衡状态,则共点力的平衡条件可得出物体弹簧弹力,由胡克定律可求得弹簧的伸长量,则可得出旋转前后的距离.

解:没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x1x2

由平衡条件可知k2x2=m2gsinθ,解得:x2=

k2x2+m1gsinθ=k1x1

解得:x1=

旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量为x1x2

m2gcosθ=k2x2

解得:x2′=

m1+m2gcosθ=k1x1′

解得:x1′=

所以m1移动的距离d1=x1+x1′=

m2移动的距离d2=x2+x2′+d1=sinθ+cosθ+sinθ+cosθ

答:m1m2沿斜面移动的距离各为sinθ+cosθ+sinθ+cosθ).

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