Question

【題目】如圖所示，傾角為θ的光滑斜面ABC放在水平面上，勁度系數分別為k1、k2的兩個輕彈簧沿斜面懸掛著，兩彈簧之間有一質量為m1的重物，最下端掛一質量為m2的重物，此時兩重物處于平衡狀態，現把斜面ABC繞A點緩慢地順時針旋轉90°后，重新達到平衡．試求：m1、m2沿斜面各移動的距離．

Answer 1

【答案】m1、m2沿斜面移動的距離各為和（sinθ+cosθ）+（sinθ+cosθ）．

【解析】

試題在旋轉前后，物體均處于平衡狀態，則共點力的平衡條件可得出物體彈簧彈力，由胡克定律可求得彈簧的伸長量，則可得出旋轉前后的距離．

解：沒旋轉時，兩彈簧均處于伸長狀態，兩彈簧伸長量分別為x1、x2，

由平衡條件可知k2x2=m2gsinθ，解得：x2=

k2x2+m1gsinθ=k1x1

解得：x1=

旋轉后，兩彈簧均處于壓縮狀態，壓縮量為x1′，x2′

m2gcosθ=k2x2′

解得：x2′=

（m1+m2）gcosθ=k1x1′

解得：x1′=

所以m1移動的距離d1=x1+x1′=

m2移動的距離d2=x2+x2′+d1=（sinθ+cosθ）+（sinθ+cosθ）

答：m1、m2沿斜面移動的距離各為和（sinθ+cosθ）+（sinθ+cosθ）．