Question

5．如圖所示，兩個小球a、b質量均為m，用細線相連并懸掛于O點，現(xiàn)用一輕質彈簧給小球a施加一個拉力F，使整個裝置處于靜止狀態(tài)，且Oa與豎直方向夾角為θ=45°，已知彈簧勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量不可能是（　　）

• A． $\frac{\sqrt{2}mg}{k}$
• B． $\frac{\sqrt{2}mg}{2k}$
• C． $\frac{4\sqrt{2}mg}{3k}$
• D． $\frac{2mg}{k}$

Answer 1

分析 以小球ab整體為研究對象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件，分析F可能的值，然后再經(jīng)過胡克定律分析彈簧形變量的可能情況．

解答 解：以小球ab整體為研究對象，分析受力，作出F在幾個方向時整體的受力圖，根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與整體重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當F與繩子oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，F(xiàn)的最小值為：
F_min=2mgsinθ=2×$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg=$\sqrt{2}$mg．
根據(jù)胡克定律：F_min=kx_min，
所以：x_min=$\frac{\sqrt{2}mg}{k}$
則ACD可能，B不可能．
本題選不可能的，故選：B

點評 本題是隱含的臨界問題，運用圖解法確定出F的最大值和最小值，再進行選擇．也可以用函數(shù)法，難度適中．