如圖所示,一質(zhì)量為m的小球在水平細(xì)線和與豎直方向成θ角的彈簧作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),已知彈簧的勁度系數(shù)為k,試確定剪斷細(xì)線的瞬間,小球加速度的大小和方向.
圖3-3-18
【解析】:取小球?yàn)檠芯繉?duì)象,作出其平衡時(shí)的受力示意圖,如圖所示,細(xì)線拉力大小F′=mgtanθ,
彈簧拉力F=mg/cosθ.
若剪斷細(xì)線,則拉力F′突變?yōu)榱,但彈簧的伸長量不突變,故彈簧的彈力不突變,此時(shí)小球只受兩個(gè)力的作用.在豎直方向上,彈簧拉力的豎直分量仍等于重力,故豎直方向上仍受力平衡;在水平方向上,彈簧彈力的水平分量
F水平=Fsinθ=mgsinθ/cosθ=mgtanθ,
力F水平提供加速度,故剪斷細(xì)線瞬間,小球的加速度大小為a==gtanθ,加速度方向?yàn)樗较蛴遥甗來源:]
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mg |
IL |
0.4 |
2×0.2 |
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