Question

【題目】如圖所示，足夠大的水平圓臺中央固定一光滑豎直細桿，原長為L的輕質彈簧套在豎直桿上，質量均為m的光滑小球A、B用長為L的輕桿及光滑鉸鏈相連，小球A穿過豎直桿置于彈簧上。讓小球B以不同的角速度ω繞豎直桿勻速轉動，當轉動的角速度為ω0時，小球B剛好離開臺面。彈簧始終在彈性限度內，勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，則

A.小球均靜止時，彈簧的長度為L-

B.角速度ω=ω0時，小球A對彈簧的壓力為mg

C.角速度ω0=

D.角速度從ω0繼續(xù)增大的過程中，小球A對彈簧的壓力不變

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

A．若兩球靜止時，均受力平衡，對B球分析可知桿的彈力為零，

；

設彈簧的壓縮量為x，再對A球分析可得：

，

故彈簧的長度為：

，

故A項正確；

BC．當轉動的角速度為ω0時，小球B剛好離開臺面，即，設桿與轉盤的夾角為，由牛頓第二定律可知：

而對A球依然處于平衡，有：

而由幾何關系：

聯(lián)立四式解得：

，

則彈簧對A球的彈力為2mg，由牛頓第三定律可知A球隊彈簧的壓力為2mg，故B錯誤，C正確；

D．當角速度從ω0繼續(xù)增大，B球將飄起來，桿與水平方向的夾角變小，對A與B的系統(tǒng)，在豎直方向始終處于平衡，有：

則彈簧對A球的彈力是2mg，由牛頓第三定律可知A球隊彈簧的壓力依然為2mg，故D正確；

故選ACD。