- 胡克定律
- 共30题
一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为
正确答案
解析
略
知识点
如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系绕处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度 ( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,质量为\倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为,斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为。
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;
(3)求弹簧的最大伸长量;
(4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
正确答案
见解析
解析
(1)设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为x,有,得,此时弹簧总称为.
(2)由物块所受,
得 :,
解得:,
符合简谐振动的回复力特征,所以是简谐振动.
(3)物块做简谐振动的振幅为,由于对称性可知,最大伸长量为,
(4)物块运动时,要斜面静止则需要
在物块具有最大向上加速度时保持不动,则整个过程保持不动
联立求解得:
知识点
如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30o,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为
正确答案
解析
略
知识点
蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小F=kx (x为床面下沉的距离,k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在预备运动中,家丁运动员所做的总共W全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=I0m/s2,忽略空气阻力的影响。
(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度hm;
(3)借助F-x 图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求 x1 和W的值
正确答案
答案:见解析
解析
(1)床面下沉m时,运动员受力平衡,
有,解得N/m,
F-x图线如图所示。
(2)运动员从x=0处离开床面,开始腾空,由运动的对称性知其上升、下落的时间相等,
,解得5.0m。
(3)参照由速度时间图线求位移的方法可知F-x图线下的面积等于弹力做的功,从x处到x=0处,弹力做的功,
运动员从处上升到最大高度的过程,根据动能定理可得
,解得=1.1m
对整个预备运动过程分析,由题设条件以及功和能的关系,有
解得W=2525J.
知识点
扫码查看完整答案与解析