14.(12分)如图所示,光滑杆竖直固定,一根橡皮绳其一端固定在O点,另一端连接一个小环,小环从光滑杆中穿过.当所挂环的质量为m时,环静止时橡皮绳与水平方向成37°;当所挂环的质量为2m时,环静止时橡皮绳与水平方向成53°.已知悬点O与光滑杆的水平距离为l,且橡皮绳的弹力与其伸长量成正比,重力加速度为g,求:
(1)橡皮绳拉力的增加量; (2)橡皮绳的劲度系数.
(1)橡皮绳拉力的增加量;
(2)橡皮绳的劲度系数.
解:(1)当小球分别处于图中的A、B两位置时进行受力分析如图所示:
处于B位置时有: ①(2分)
处于A位置时有: ②(2分)
解得:= ③(2分)
(2)小球处于B位置时橡皮绳长度: ④(1分)
小球处于A位置时橡皮绳长度: ⑤(1分)
根据胡克定律有: ⑥(2分)
解得: ⑦(2分)