如图所示,轻杆AB=10cm,AC=10cm,当B端挂N重物时,BC水平;当B端挂2N重物时,AB水平.求:
(1)这两种情况下弹簧的拉力分别为多少?
(2)弹簧的劲度系数k为多少?
网友回答
解:(1)当挂N重物时,对B点受力分析如下图,B点受重物拉力和两根绳子的拉力作用而精而静止,
根据三力平衡条件,利用力三角形和△ABC相似,
=①
对于直角三角形ABC,由勾股定理可知,
xBC==10cm②
由①②解得F=2N③
当挂2N重物时,对B点受力分析如下图,利用力三角形和△ABC相似,
=④
对于直角三角形ABC,有勾股定理可知,
==20cm⑤
由④⑤可得F1=4N⑥
(2)设弹簧原长度为x0,由胡克定律得,
F=k(xBC-x0)⑦
F1=k(-x0)⑧
由②③⑤⑥⑦⑧可得,k=10(2+)N/m
答:(1)2?N?? 4?N
(2)10(2+)N/m
解析分析:(1)选节点B为研究对象,分两种情况对其受力分析,利用平衡条件求解
(2)由于AB杆和AC长度已知,利用三角形求出两种情况下的弹簧长度,结合胡克定律列方程组求解劲度系数
点评:本体两次应用物体的平衡条件,且使用了相似三角形的相似比,同时又考查了胡克定律,解题时有一定的难度,