Question

11．如圖所示，體積相同的兩個小球A和B用1m長的細(xì)線相連，A的質(zhì)量為m=1kg，B的質(zhì)量為A質(zhì)量的2倍．將它們都浸入水中后恰能處于靜止?fàn)顟B(tài)（設(shè)水足夠深，g取10m/s²）．求：
（1）此時細(xì)線的張力大小．
（2）若細(xì)線被剪斷，經(jīng)時間2s后兩球相距多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析 （1）以整體為研究對象求得兩小球受到浮力大小，再隔離小球求繩中張力大��；
（2）剪斷繩后，兩小球在浮力和重力作用下做勻加速運動，分別求得加速度再由時間求得位移即可．

解答 解：（1）對A、B及細(xì)線組成整體有由平衡條件有：2F浮=3mg 
 F浮=15N
對A受力分析 F浮=F_T-mg   
F_T=5N
（2）若細(xì)線剪斷后
A向上做勻加速運動加速度大小a_A為：F浮-mg=ma_A
a_A=5m/s²
B向下做勻加速運動加速度大小a_B為：2mg-F浮=2mna_B
a_B=2.55m/s²
在t=2s時間內(nèi)A向上位移為Xa=$\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$      
Xa=10m   
則B   Xb=5m
兩球相距x=10+5+1=16m
答：（1）此時細(xì)線的張力大小為5N．
（2）若細(xì)線被剪斷，經(jīng)時間2s后兩球相距16m

點評 采用整體法和隔離法根據(jù)平衡求得細(xì)線的張力，再根據(jù)運動學(xué)求兩小球間的距離，注意開始時兩小球間有距離．