如圖所示,在傾角為θ的光滑固定斜面上,勁度系數(shù)分別為k1、k2的兩個輕彈簧平行于斜面懸掛著,k1在上 k2在下,兩彈簧之間有一質量為m1的重物,現(xiàn)用力F(未知)沿斜面向上緩慢推動m2,當兩彈簧的總長等于兩彈簧的原長之和時,
求:(1)k1輕彈簧的形變量
(2)m1上移的距離
(3)推力F的大。
分析:(1)由題,兩彈簧的總長等于兩彈簧的原長之和,則知,k1的伸長量與k2的壓縮量相等,由m1重物平衡可求出k1輕彈簧的形變量.
(2)先求出k1原來的伸長量,再由幾何關系求出m1上移的距離.
(3)根據(jù)兩彈簧的形變量相等,由胡克定律列方程,求出F.
解答:解:(1)設k1輕彈簧的形變量為x,則由題意兩彈簧的總長等于兩彈簧的原長之和,則知k1的伸長量與k2的壓縮量相等,
   由m1重物平衡得:k1x+k2x=m1gsinθ,解得:x=
m1gsinθ
k1+k2

(2)k1原來的伸長量為x0=
(m1+m2)gsinθ
k1

則由幾何關系得,m1上移的距離為:S=x0-x=
(m1+m2)gsinθ
k1
-
m1gsinθ
k1+k2

(3)對m2重物平衡可知:F=m2gsinθ+k2x=m2gsinθ+
k2m1gsinθ
k1+k2

答:
(1)k1輕彈簧的形變量是
m1gsinθ
k1+k2

(2)m1上移的距離是
(m1+m2)gsinθ
k1
-
m1gsinθ
k1+k2

(3)推力F的大小是m2gsinθ+
k2m1gsinθ
k1+k2
點評:本題是平衡條件和胡克定律的綜合應用,關鍵要剖題,分析得到兩彈簧形變量相等.
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L4
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