问题
多选题
如图所示,质量为m的质点,与三根相同的螺旋形轻弹簧相连.静止时,弹簧c沿竖直方向,相邻两弹簧间的夹角均为120°.已知弹簧a、b对质点的作用力大小均为F,则弹簧c对质点的作用力大小可能为( )
A.F
B.F+mg
C.F-mg
D.F+2mg
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答案
假设a、b、c三根弹簧都是拉力
对小球受力分析,作出a、b两个弹簧的拉力F的合力F′,如图所示.
弹簧a、b对质点的作用力为拉力大小均为F,所以合力竖直向上且平行四边形为菱形,连接对角线便可找出直角三角形.在直角三角形中:cos60°=
=F′ 2 F
,1 2
解得:F′=F
由平衡条件得:F=mg+FC
所以:弹簧C的拉力大小为FC=F-mg
当F>mg时:FC=F-mg,故C正确.
当F<mg时,FC的方向竖直向上,弹簧C处于压缩状态,弹簧C对小球的弹力大小为FC=mg-F.若F=0.5mg时,F1=F=0.5mg,故A正确
当ab弹簧处于压缩状态时,c弹簧也一定处于压缩状态,ab弹簧的弹力的合力竖直向下,大小为F
由平衡条件得:FC=mg+F 故B正确,D错误.
故选:ABC