一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧原長(zhǎng)0.1m,一端固定一個(gè)質(zhì)量為0.6Kg的小球,另一端固定在桌面上的O點(diǎn),使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)彈簧的形變總是在彈性限度內(nèi),則當(dāng)小球的角速度為10rad/s時(shí),彈簧對(duì)小球的拉力為________N.
0.68
分析:小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的向心力由彈簧的彈力提供,根據(jù)胡克定律和向心力公式列式計(jì)算即可求出需要的物理量.
解答:設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng),則彈簧形變量為:x=L-0.1,由胡克定律得:
F=kx①
球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的向心力由彈簧的彈力提供,
F=mrw2②
由①②代入數(shù)據(jù)得:
100(L-0.1)=0.6×L×102
解得:L=0.25m
所以彈力:F=kx=100×0.15=15N
由牛頓第三定律:
小球?qū)椈傻睦?5N
答:彈簧對(duì)小球的拉力為15N.
點(diǎn)評(píng):此題將彈力與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合在了一起,處理時(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度是小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.