如图12所示,倾角为θ的光滑斜面体ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡。试求:m1、m2沿斜面各移动的距离。

图12
如图12所示,倾角为θ的光滑斜面体ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡。试求:m1、m2沿斜面各移动的距离。

图12
解析:没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x1、x2
k2x2=m2gsin θ,
解得x2=![]()
k2x2+m1gsin θ=k1x1,
解得x1=![]()
旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量分别为x1′、x2′。
m2gcos θ=k2x2′,
解得x2′=![]()
(m1+m2)gcos θ=k1x1′,
解得x1′=![]()
m1移动的距离
d1=x1+x1′=
(sin θ+cos θ)
m2移动的距离
d2=d1+x2+x2′=
(sin θ+cos θ)+
(sin θ+cos θ)
答案:
(sin θ+cos θ)
(sin θ+cos θ)+
(sin θ+cos θ)