解题思路:未向小桶内加入细沙时,弹簧k1受到的压力大小等于A的重力沿斜面向下的分力,根据胡克定律求出此时该弹簧的压缩量.当B与挡板C间挤压力恰好为零时,弹簧k1受到的拉力等于B重力沿斜面向下的分力,弹簧k2受到的拉力等于两个物体的总重力沿斜面向下的分力,根据胡克定律求出此时两弹簧的伸长量,再由几何关系求出小桶下降的距离.
当B与挡板C间挤压力恰好为零时,以A、B两个物体整体为研究对象,根据平衡条件得知,轻绳的拉力大小为T=2mgsinθ,对小桶:T=m砂g,故小桶P内加入的细砂质量为m砂=2msinθ;
未向小桶内加入细沙时,弹簧k1的压缩量为x1=
mgsinθ
k1,弹簧k1处于原长状态;缓慢地向小桶P内加入细砂,当B与挡板C间挤压力恰好为零时,弹簧k1的伸长量为x1′=
mgsinθ
k1,弹簧k2的伸长量为x2′=
2mgsinθ
k2,根据几何关系得知,小桶下降的距离为 S=x1+x1′+x2′=2mgsinθ(
k1+k2
k1k2)
故答案为:2msinθ,2mgsinθ(
k1+k2
k1k2).
点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
考点点评: 对于弹簧问题,要分析初、末两个状态弹簧的变形量,再由几何关系求解小桶下降的距离,是经常采用的思路.