Question

11．如圖所示，兩輕質(zhì)彈簧a、b懸掛一質(zhì)量為m的小球，整體處于平衡狀態(tài)，a彈簧與豎直方向成30°角，b彈簧與豎成方向成60°角，a、b兩彈簧的形變量相等，重力加速度為g，則（　�。�

• A． 彈簧a、b勁度系數(shù)之比為$\sqrt{3}$：2
• B． 彈簧a、b勁度系數(shù)之比為$\sqrt{3}$：1
• C． 若彈簧a下端與小球松脫，則松脫瞬間小球的加速度為$\sqrt{3}$g
• D． 若彈簧b的左端松脫，則松脫瞬間小鐵球的加速度為$\frac{g}{2}$

Answer 1

分析 對小球受力分析，受到重力和兩個彈簧的彈力，根據(jù)平衡條件并運用合成法得到兩個彈力之比，再結(jié)合胡克定律求解出伸長量之比，根據(jù)小球平衡由彈簧松脫得出彈力變化情況，再據(jù)牛頓第二定律分析加速度情況．

解答 解：由題可知，兩個彈簧之間相互垂直，畫出受力圖如圖，設(shè)彈簧的伸長量都是x：
A、由受力圖知，彈簧a中彈力：${F}_{a}=mgcos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}mg$，據(jù)胡克定律a彈簧的勁度系數(shù)為：${k}_{1}=\frac{{F}_{a}}{x}=\frac{\sqrt{3}mg}{2x}$；
彈簧b中彈力：${F}_=mgcos60°=\frac{1}{2}mg$，據(jù)胡克定律b彈簧的勁度系數(shù)為：${k}_{2}=\frac{{F}_}{x}=\frac{mg}{2x}$
所以彈簧a、b勁度系數(shù)之比為$\sqrt{3}$：1．故A錯誤，B正確；
C、彈簧a中彈力為$\frac{\sqrt{3}mg}{2}$，若彈簧a的左端松脫，則松脫瞬間b彈簧的彈力不變，故小球所受重力和b彈簧彈力的合力與F₁大小相等方向相反，故小球的加速度$a=\frac{{F}_{a}}{m}=\frac{\sqrt{3}}{2}g$．故C錯誤；
D、彈簧b中彈力為$\frac{1}{2}mg$，若彈簧b的左端松脫，則松脫瞬間a彈簧的彈力不變，故小球所受重力和a彈簧彈力的合力與F₂大小相等方向相反，故小球的加速度a=$\frac{{F}_}{m}=\frac{1}{2}g$，故D正確．
故選：BD

點評 本題考查共點力平衡條件的運用，關(guān)鍵是作圖，三力中兩個力的合力一定與第三個力等值、反向、共線，知道一個彈簧彈力變化的瞬間，另一彈簧彈力保持不變．