如图所示,质量为m1的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧k1上,上端与轻弹簧k2相连,轻弹簧k2上端与质量也为m2物体B相连,物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连,A、B均静止.现缓慢地向小桶P内加入细砂,当弹簧k1恰好恢复原长时,(小桶一直未落地)求
16.小桶P内所加人的细砂质量;
17.小桶在此过程中下降的距离.
m1+m2
当k1恢复原长时,对AB整体分析,绳子的拉力为 F=(m1+m2) g,即小桶中细砂的质量为m1+m2。
把AB看做一个整体,根据二力平衡条件解答。
使用整体法使问题更简单,如果用隔离法,问题会复杂。
开始时,对AB分析,k1x1=(m1+m2)g,弹簧k1的压缩量为:
对B分析,k2x2=m2g,弹簧k2的压缩量为:
当k1恢复原长时,对A分析,k2x2′=m1g,弹簧k2的伸长量为:
在此过程中,小桶下降的距离为:h=
考查方向
根据共点力平衡条件的应用先研究开始时,弹簧k1的压缩量和弹簧k2的压缩量,再研究k1恢复原长时弹簧k2的伸长量,由几何关系得到小桶在此过程中下降的距离。
轻弹簧k2由原来的压缩状态变为原来的伸长状态,所以其上升的高度是压缩量与伸长量之和而不是相减。