题目内容
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,细线的另一端拴在数值轴OO′上,如图所示.当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆周运动且稳定后,弹簧长度为l2.求:
(1)此时绳子的张力大小.
(2)将线突然烧断的瞬间,A球的加速度是多大?
(1)此时绳子的张力大小.
(2)将线突然烧断的瞬间,A球的加速度是多大?
分析:(1)B球绕OO′做匀速圆周运动,靠弹簧的弹力提供向心力,求出弹簧的弹力,根据胡克定律即可得出弹簧的伸长量.A球在水平方向上受绳子的拉力和弹簧的弹力,两个力合力提供A球做圆周运动的向心力,从而求出绳子的拉力.
(2)绳子突然烧断的瞬间,绳子拉力立即消失,弹簧的弹力来不及发生变化,根据牛顿第二定律分别求出两球的合力,从而得出两球的加速度.
(2)绳子突然烧断的瞬间,绳子拉力立即消失,弹簧的弹力来不及发生变化,根据牛顿第二定律分别求出两球的合力,从而得出两球的加速度.
解答:解:根据牛顿第二定律得,对于A有:
T-F=m1l1ω2…①
对于B
F=m2(l1+l2)ω2…②
解得拉力T=m2ω2(l1+l2)+m1ω2l1…③
(2)细线烧断的瞬间,弹簧形变尚未发生改变
aA=
=
…④
答:(1)此时绳子的拉力为m2ω2(l1+l2)+m1ω2l1.
(2)将线突然烧断的瞬间,A球的加速度为
.
T-F=m1l1ω2…①
对于B
F=m2(l1+l2)ω2…②
解得拉力T=m2ω2(l1+l2)+m1ω2l1…③
(2)细线烧断的瞬间,弹簧形变尚未发生改变
aA=
F |
m1 |
m2(l1+l2)ω2 |
m1 |
答:(1)此时绳子的拉力为m2ω2(l1+l2)+m1ω2l1.
(2)将线突然烧断的瞬间,A球的加速度为
m2(l1+l2)ω2 |
m1 |
点评:解决本题的关键知道匀速圆周运动的向心力靠合力提供,以及知道在烧断细绳的瞬间,拉力立即消失,弹簧的弹力来不及改变,烧断细绳的前后瞬间弹力不变.
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