问题 问答题

木质框架质量为M,轻质弹簧的劲度系数为K,弹簧与小球A相连,A、B球用细线相连,两球质量均为m,开始时系统处于静止状态,用火把连接A、B球的细线烧断,试分析计算:

(1)细线烧断瞬间,A、B两球的加速度大小和方向;

(2)A球振动过程框架没有离开水平支持面,框架对水平支持面的最大、最小压力各位多少?

答案

(1)烧断线的瞬间,B球只受重力作用,将做自由落体运动,aB=g,方向向下

A球受重力和弹簧的拉力作用,弹力N=2mg

合力F=N-mg=mg

有牛顿第二定律得:aA=

F
m
=g,方向向上

(2)A球将做简谐振动,当在最低点时,弹簧对框架向下拉力最大,

F1=2mg

此时框架对地的压力最大为:Fmax=Mg+F1=Mg+2mg

当A球在最高点时,弹簧对框架产生向上的弹力,由简谐运动的对称性知,弹力大小为:

F2=mg

此时框架对地的压力最小为:

Fmin=Mg-mg

答(1)细线烧断瞬间,A球加速度为g,方向向上,B球加速度为g,方向向下

(2)框架对地的压力最大为Mg+2mg,此时框架对地的压力最小为:Mg-mg

名词解释
单项选择题