问题
问答题
如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求:m1、m2沿斜面各移动的距离.
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答案
没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x1、x2,
由平衡条件可知k2x2=m2gsinθ,解得:x2=m2gsinθ k2
k2x2+m1gsinθ=k1x1
解得:x1=(m1+m2)gsinθ k1
旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量为x1′,x2′
m2gcosθ=k2x2′
解得:x2′=m2gcosθ k2
(m1+m2)gcosθ=k1x1′
解得:x1′=(m1+m2)gcosθ k1
所以m1移动的距离d1=x1+x1′=
(sinθ+cosθ)(m1+m2)g k1
m2移动的距离d2=x2+x2′+d=
(sinθ+cosθ)+(m1+m2)g k1
(sinθ+cosθ)m2g k2
答:m1、m2沿斜面移动的距离各为
(sinθ+cosθ)和(m1+m2)g k1
(sinθ+cosθ)+(m1+m2)g k1
(sinθ+cosθ)m2g k2