Question

【题目】如图所示，在动力小车上固定一直角硬杆ABC，分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来，轻弹簧的劲度系数为k，小球P的质量为m，当小车静止时，请弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角为，此时弹簧的形变量大小为___；当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时，轻弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角仍为，此时弹簧的形变量大小为____。

Answer 1

【答案】 或x=0或

【解析】(1)小车静止时，由于弹簧竖直，球受重力和弹簧的弹力，二力平衡，细线对小球没有作用力，可以用假设法，若细线对小球有拉力则弹簧不能竖直，故细线的拉力为零．对小球：kx1=mg,解得： .

(2)对小球受力如图所示：

水平方向有：Tsinθ=ma，竖直方向有：F+Tcosθ=mg

讨论：

①当Tcosθ=mg时，F等于0，故形变量x=0

②当Tcosθ＜mg，F向上，故有F+macotθ=mg，解得：F=mg-macotθ，弹簧形变量为： .

③当Tcosθ＞mg，F向下,竖直方向有：F+mg=Tcosθ,解得：F=Tcosθ-mg=macotθ-mg,弹簧形变量为：