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如图,半径为R=10cm的光滑大圆环竖直放置,轻质弹簧的一端固定在圆环上的A点,...

如图,半径为R=10cm的光滑大圆环竖直放置,轻质弹簧的一端固定在圆环上的A点,A点与圆心O在同一高度,另一端与小球B相连,B球穿在大圆环上.当弹簧与水平线OA成37角时,小球B恰处于平衡状态.已知小球B的重力为15N,弹簧的劲度系数为350N/m,求:
(1)平衡时,轻弹簧AB的长度为多少cm,此时弹簧比原长长还是短?
(2)轻弹簧的原长为多少cm?

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(1)根据几何知识求出平衡时轻弹簧AB的长度.由小球的受力情况,分析弹簧的状态,判断此时弹簧与原长的大小关系. (2)以小球B为研究对象,分析受力情况,根据三角形相似法求解弹簧的弹力,由胡克定律求出原长. 【解析】 (1)平衡时,根据几何知识得,弹簧长度为L=2Rcos37°=16cm.由小球的受力情况可知,弹簧对小球施加的是压力,说明弹簧处于压缩状态, 此时弹簧比原长短. (2)以小球B为研究对象,分析受力情况,作出相似三角形,则得    又BD=L-=3.5cm 代入解得弹力为F=7N, 则原长为L==+16cm=18cm 答: (1)平衡时,轻弹簧AB的长度为16cm,此时弹簧比原长短. (2)轻弹簧的原长为18cm.
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考点分析:
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B.水平杆对木块M的支持力可能竖直向下
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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