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如图所示,A、B 两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上,A和B 的质量之比为1:...

如图所示,A、B 两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上,A和B 的质量之比为1:3,用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连,在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度运动时,弹簧与杆夹角为53°(cos53°=0.6).求弹簧的劲度系数k为多少?

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本题是典型的部分与整体结合的解法应用,先用整体法来确定整体的加速度,然后用部分法,对B进行受力分析,进而得到弹簧的劲度系数. 【解析】 先取A、B和弹簧整体为研究对象,弹簧弹力为内力,杆对A、B支持力与加速度方向垂直,在沿F方向应用牛顿第二定律F=(mA+mB)a    ① 再取B为研究对象,在沿F方向应用牛顿第二定律F弹cos53°=mBa   ② 联立①②求解得  F弹=25N   由几何关系得弹簧的伸长量 x=l(-1)=0.25m 弹簧的劲度系数k= 代入数据得:k=100N/m 答:弹簧的劲度系数k=100N/m
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考点分析:
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(1)弹性绳的劲度系数k.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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