如图,半径为R=10cm的光滑大圆环竖直放置,轻质弹簧的一端固定在圆环上的A点,A点与圆心O在同一高度,另一端与小球B相连,B球穿在大圆环上.当弹簧与水平线OA成37

发布时间:2020-08-08 10:40:15

如图,半径为R=10cm的光滑大圆环竖直放置,轻质弹簧的一端固定在圆环上的A点,A点与圆心O在同一高度,另一端与小球B相连,B球穿在大圆环上.当弹簧与水平线OA成370角时,小球B恰处于平衡状态.已知小球B的重力为15N,弹簧的劲度系数为350N/m,求:
(1)平衡时,轻弹簧AB的长度为多少cm,此时弹簧比原长长还是短?
(2)轻弹簧的原长为多少cm?

网友回答

解:(1)平衡时,根据几何知识得,弹簧长度为L=2Rcos37°=16cm.由小球的受力情况可知,弹簧对小球施加的是压力,说明弹簧处于压缩状态,
此时弹簧比原长短.
(2)以小球B为研究对象,分析受力情况,作出相似三角形,则得
??
又BD=L-=3.5cm
代入解得弹力为F=7N,
则原长为L0==+16cm=18cm
答:
(1)平衡时,轻弹簧AB的长度为16cm,此时弹簧比原长短.
(2)轻弹簧的原长为18cm.
解析分析:(1)根据几何知识求出平衡时轻弹簧AB的长度.由小球的受力情况,分析弹簧的状态,判断此时弹簧与原长的大小关系.
(2)以小球B为研究对象,分析受力情况,根据三角形相似法求解弹簧的弹力,由胡克定律求出原长.

点评:本题运用三角形相似法研究非直角三角形的力平衡问题,是常用的方法,也可以运用三角函数法求解.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!