如圖所示,一個重為G的小環(huán)套在豎直放置的半徑為R的光滑大圓環(huán)上,一個勁度系數(shù)為k,原長小于2R的輕彈簧,一端固定在大圓環(huán)頂點A,另一端與小環(huán)相連,小環(huán)在大圓環(huán)上可無摩擦滑動,環(huán)靜止于B點時,彈簧與豎直方向的夾角=30°角。
(1)環(huán)靜止時,彈簧是處于拉伸還是壓縮狀態(tài)。
(2)求彈簧的原長L是多少?

(1)選小環(huán)為研究對象,其受力情況如圖所示:
由于小環(huán)處于平衡狀態(tài);G,N,F(xiàn)三個力合力為零.可知彈簧處于拉伸狀態(tài)。
(2)受力如圖所示,設(shè)彈簧與豎直方向夾角為θ。由幾何關(guān)系可以看出G2θ,F(xiàn)與N夾角為180o – θ 。

根據(jù)幾何關(guān)系,有
(也可以根據(jù)相似三角形去求解)
由胡克定律,有
解得

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個重為G=20N的木塊放在傾角30°的光滑斜面上,被一根勁度系數(shù)k=250N/m的輕彈簧拉著.該彈簧原長l0=0.20m,求:
(1)物體靜止在斜面上時彈簧對物體的拉力F多大?
(2)此時彈簧的長度L為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個重為G的均勻球體放在傾角θ=37°的光滑斜面上,并被斜面上一個豎直的光滑擋板擋住處于平衡狀態(tài).請解答下列兩個問題:
(1)若以圖中有向線段OG表示球體所受的重力G,請根據(jù)共點力的平衡條件和平行四邊形法則在圖中較準(zhǔn)確地畫出表示擋板和斜面對球體的彈力F1、F2的有向線段;
(2)用計算法求出F1、F2的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個重為G的小球套在豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán)上,一個勁度系數(shù)為k,自然長度為L(L<2R)的輕質(zhì)彈簧,一端與小球相連,另一端固定在大環(huán)的最高點,求小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,彈簧與豎直方向的夾角φ.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個重為G的小環(huán)套在豎直放置的半徑為R的光滑大圓環(huán)上,一個勁度系數(shù)為k,原長為L(L<2R)的輕彈簧,一端固定在大圓環(huán)頂點A,另一端與小環(huán)相連,小環(huán)在大圓環(huán)上可無摩擦滑動.環(huán)靜止于B點時,則彈簧與豎直方向的夾角θ為多少?(提示:用相似三角形法求解)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個重為G、半徑為R的質(zhì)量分布不均勻小球被夾在豎直的墻壁和A點之間,已知重心O(在球心正上方)與A點的連線長為
2
R
,A點和球心的連線與豎直方向成θ角,所有接觸點和面均不計摩擦.試求小球?qū)γ娴膲毫1和對A點壓力F2

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