如图所示,用两根轻绳和一根轻弹簧将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接,然后用一水平方向的力F作用于A球上,此时两根轻绳均处于直线状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,已知三段长度之比为OA:AB:OB=3:4:5.试确定:
(1)弹簧OA的拉力.
(2)若突然将F撤去,则撤去瞬间,小球A的加速度.
网友回答
解:(1)已知三段长度之比为OA:AB:OB=3:4:5,所以∠AOB=53°.由几何知识得到,由题意,OB恰好处于竖直方向,说明轻绳AB对B球没有拉力,则A球受到重力mg、水平力F和弹簧OA的拉力T,如图,根据平衡条件得:
T==mg
(2)突然将F撤去的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,则小球A所受的合力大小与F大小相等,即:F合=F=mgtan53°=ma
得:a==,方向水平向左.
答:(1)弹簧OA的拉力为.
(2)若突然将F撤去,则撤去瞬间,小球A的加速度是.
解析分析:(1)由题,OB恰好处于竖直方向,说明轻绳AB对B球没有拉力,对A进行受力分析,由平衡条件求出弹簧OA的拉力.
(2)若突然将F撤去,弹簧的拉力没有变化,由牛顿第二定律求出此瞬间小球A的加速度.
点评:本题物体先处于平衡状态,由平衡条件求解弹簧的拉力和F;撤去F后小球处于非平衡状态,由牛顿第二定律求解小球瞬时的加速度,关键抓住弹簧的弹力不能突变的特点分析瞬间小球的合力.