题目内容

【题目】两个中间有孔的质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连,套在水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在一质量为m的小球C上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.下列说法正确的是( )

A.水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mg

B.连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为

C.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为mg

D.套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为mg

【答案】C

【解析】解:A、选择整体为研究的对象,则它们在竖直方向只受到重力的作用与杆的支持力,由二力平衡可知,杆的支持力与整体的重力大小相等,即N=2Mg+mg.所以水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+0.5mg.故A错误;

B、对三个小球分别进行受力分析如图:

则:由对称性可知,左右弹簧对C的拉力大小相等,与合力的方向之间的夹角是30°,所以:2F1cos30°=mg

得:.故B错误;

C、由胡克定律得:F1=kx1,连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量:.故C正确

D、对A进行受力分析如图,则水平方向受到水平弹簧向左的弹力与F1的水平分力的作用,由受力平衡得:

同理,对B进行受力分析得:

所以弹簧的弹力是

套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量:,故D错误.

故选:C

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