如图所示,足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点,小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,上端固定在O点,下端与小球C连接,小球A、C间和B、C间均用长度为54L的不可伸缩的轻质细线连接,A、B两球的质量均为m,C球的质量为2m,小球可看成质点.装置静止时,小球A、B紧靠在转轴上,两根绳子恰被拉直且张力为零.转动该装置并缓慢增大转速,小球C缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧恢复原长时,装置的转动角速度ω;
(3)从开始至弹簧恢复原长过程中,外界对装置所做的功W。
5
4
【答案】(1)弹簧的劲度系数为;
(2)当弹簧恢复原长时,装置的转动角速度为;
(3)从开始至弹簧恢复原长过程中,外界对装置所做的功为mgL。
8
mg
L
(2)当弹簧恢复原长时,装置的转动角速度为
g
L
(3)从开始至弹簧恢复原长过程中,外界对装置所做的功为
13
16
【解答】
【点评】
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