问题 问答题

如图所示,在倾角为θ的光滑固定斜面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧平行于斜面悬挂着,k1在上k2在下,两弹簧之间有一质量为m1的重物,现用力F(未知)沿斜面向上缓慢推动m2,当两弹簧的总长等于两弹簧的原长之和时,

求:(1)k1轻弹簧的形变量

(2)m1上移的距离

(3)推力F的大小.

答案

(1)设k1轻弹簧的形变量为x,则由题意两弹簧的总长等于两弹簧的原长之和,则知k1的伸长量与k2的压缩量相等,

由m1重物平衡得:k1x+k2x=m1gsinθ,解得:x=

m1gsinθ
k1+k2

(2)k1原来的伸长量为x0=

(m1+m2)gsinθ
k1

则由几何关系得,m1上移的距离为:S=x0-x=

(m1+m2)gsinθ
k1
-
m1gsinθ
k1+k2

(3)对m2重物平衡可知:F=m2gsinθ+k2x=m2gsinθ+

k2m1gsinθ
k1+k2

答:

(1)k1轻弹簧的形变量是

m1gsinθ
k1+k2

(2)m1上移的距离是

(m1+m2)gsinθ
k1
-
m1gsinθ
k1+k2

(3)推力F的大小是m2gsinθ+

k2m1gsinθ
k1+k2

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