- 相互作用
- 共34453题
如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接;两物块A、B质量均为m,初始时均静止.现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,A、B两物块在开始一段时间内的υ-t关系分别对应图乙中A、B图线(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
解:A、由图知,t2时刻A的加速度为零,速度最大,根据牛顿第二定律和胡克定律得:mgsinθ=kx,
则得:x=,故A错误;
B、由图读出,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律:kx-mgsinθ=ma,则x=,故B正确.
C、从开始到t1时刻,对AB整体,根据牛顿第二定律得:F+kx-2mgsinθ=2ma,得F=2mgsinθ+2ma-kx,x减小,F增大;t1时刻到t2时刻,对B,由牛顿第二定律得:F-mgsinθ=ma,得 F=mgsinθ+ma,可知F不变,故C错误.
D、由上知:t1时刻A、B开始分离…①
开始时有:2mgsinθ=kx0 …②
从开始到t1时刻,弹簧释放的势能 Ep=-
…③
从开始到t1时刻的过程中,根据动能定理得:WF+Ep-2mgsinθ(x0-x)=…④
2a(x0-x)=v12 …⑤
由①②③④⑤解得:WF-Ep=-,所以拉力F做的功比弹簧释放的势能少,故D正确.
故选:BD
一根弹簧原长10cm,当在其下端悬挂重10N的物体时,弹簧伸长了2cm;若给弹簧下端悬挂重15N的物体时,弹簧伸长量为______cm.
正确答案
3
解析
解:当弹簧下端挂10N的重物时,弹簧的拉力F1=10N,弹簧伸长的长度x1=0.02m,根据胡克定律F=kx,得弹簧的劲度系数
k==500N/m
当弹簧下端挂15N的重物时,弹簧的拉力F2=15N,则弹簧伸长的长度为
x2==0.03m=3cm;
故答案为:3cm.
质量为2kg的物品被劲度系数为250N/m的弹簧拉着静止在倾角37°的光滑斜面上(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求弹簧的伸长量和物体对斜面的压力.
正确答案
解:设弹簧的伸长量为x,斜面对物体的支持力为N.
根据平衡条件和胡克定律得:
kx=mgsin37°
N=mgcos37°
解得:x==
m=0.048m,N=mgcos37°=20×0.8N=16N
根据牛顿第三定律得:物体对斜面的压力N′=N=16N
答:弹簧的伸长量是0.048m,物体对斜面的压力16N.
解析
解:设弹簧的伸长量为x,斜面对物体的支持力为N.
根据平衡条件和胡克定律得:
kx=mgsin37°
N=mgcos37°
解得:x==
m=0.048m,N=mgcos37°=20×0.8N=16N
根据牛顿第三定律得:物体对斜面的压力N′=N=16N
答:弹簧的伸长量是0.048m,物体对斜面的压力16N.
以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值,故A错误
B、枪筒里的子弹,在扣动扳机火药刚刚爆发的时刻,加速度很大,速度来不及变化,很小,故B正确;
C、弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与F,x 无关直接关系,故C错误
D、只有大小,没有方向的是标量,如质量,既有大小,又有方向的是矢量,平均速度、力、加速度、位移、速度变化量都是矢量,故D错误
故选:B
(2015秋•朔州校级月考)如图所示,不计滑轮的摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有形变.求a、b两点间的距离.己知弹簧B、C的劲度系数分别为k1、k2,钩码的质量为m,弹簧C的右端在a点时它刚好没有形变.
正确答案
解:当弹簧C处于水平位置且右端位于a点,弹簧C刚好没有发生形变时,根据胡克定律得
弹簧B压缩的长度 xB=
当将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点,弹簧B刚好没有形变时,根据胡克定律得
弹簧C伸长的长度 xC=
根据几何知识得,a、b两点间的距离 S=xB+xC=mg(+
).
答:a、b两点间的距离是mg(+
).
解析
解:当弹簧C处于水平位置且右端位于a点,弹簧C刚好没有发生形变时,根据胡克定律得
弹簧B压缩的长度 xB=
当将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点,弹簧B刚好没有形变时,根据胡克定律得
弹簧C伸长的长度 xC=
根据几何知识得,a、b两点间的距离 S=xB+xC=mg(+
).
答:a、b两点间的距离是mg(+
).
三个重量均为10N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为1000N/m、原长10cm的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在光滑水平桌面上.轻弹簧和细线的重量都忽略不计.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态,q弹簧长度为______cm.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是______cm.
正确答案
9
4
解析
解:对b分析,根据共点力平衡得:mg=kx1,知q弹簧的压缩量为:,则q弹簧的长度为:L=10-1cm=9cm.
当c恰好离开地面时,对c分析,根据共点力平衡得,mg=kx2,解得弹簧q的伸长量为:,
对bc整体分析,知绳子的拉力T=2mg,对a分析,根据共点力平衡得,T=2mg=kx3,解得弹簧p的伸长量为:,
则该过程中p弹簧的左端向左移动的距离为:x=x1+x2+x3=1+1+2=4cm.
故答案为:9,4
如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=4×102N/m.悬挂的重物的质量分别为m1=2kg和m2=4kg.若不计弹簧质量,取g=10m/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为( )
正确答案
解析
解:m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,其拉力F2=kS2;
由共点力的平衡条件可知,kS2=m2g;
解得:S2==
=10cm;
同理对整体有:
kS1=(m1+m2)g
解得:
S1==
=15cm;故B正确
故选:B.
如图所示的弹簧,其劲度系数为k.当弹簧伸长量为x时(在弹性限度范围内),弹簧对小球的弹力大小为( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律得:当弹簧伸长了x时弹簧的弹力为F=kx,即小球对弹簧的弹力大小为F=kx
根据牛顿第三定律得知:弹簧对小球的弹力F′=F=kx
故选:D
一端固定有竖直墙壁上,水平放置的弹簧的劲度系数为200N/m,若用10N的拉力拉它则伸长量为______m,若改用10N的压力压弹簧,形变量为______m,若变为20N的拉力,伸长量为______m.
正确答案
0.05
0.05
0.10
解析
解:根据胡克定律:F=kx,得:若用10N的拉力拉它则伸长量为:m;
若改用10N的压力压弹簧,形变量仍然为0.05m,是缩短;若变为20N的拉力,伸长量为:m
故答案为:0.05;0.05;0.10
一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力拉弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸均在弹性限度内,该弹簧的原长为( )
正确答案
解析
解:由胡克定律得 F=kx,式中x为形变量,设弹簧原长为l0,则有:
F1=k(l1-l0)
F2=k(l2-l0)
联立方程组可以解得:
,
故A正确,BCD错误.
故选:A.
一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,若改挂100N的重物时,弹簧总长为20cm,则弹簧的原长为( )
正确答案
解析
解:一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,根据胡克定律,有:F1=kx1;
若改挂100N的重物时,根据胡克定律,有:F2=kx2;
联立解得:k=;
x2=;
故弹簧的原长为:x0=x-x2=20cm-4cm=16cm;
故选D.
某一弹簧在弹性限度内受100N的拉力时,弹簧的长度为18cm,受200N的拉力时,弹簧的长度为20cm,则弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律得,k=.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
如图甲所示,水平地面上的P点有一质量m=1.0kg的滑块,一轻弹簧左端固定在墙面,右端与滑块接触(不粘连),弹簧处于原长.现推动滑块将弹簧压缩到Q点,PQ间的距离△x=0.20m.t=0时刻释放滑块,利用速度传感器描绘出滑块的v-t图象如图乙中的Oabc所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线.Od是速度图象上O点的切线.取g=10m/s2.求:
(1)滑块做匀减速运动时加速度a2的大小;
(2)滑块与地面间的动摩擦因数μ;
(3)弹簧的劲度系数k.
(4)滑块滑动过程中的平均速度.
正确答案
解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:
a2=||=
;
(2)由牛顿第二定律知:
μmg=ma2,
解得:μ=0.75
(3)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度:
a1==
=32.5m/s2;
根据牛顿第二定律得:
k△x-μmg=ma1,
解得:k=200N/m
(4)离开弹簧前位移:x1=△x=0.2m
离开弹簧后的位移:
故全程的平均速度为:
答:(1)滑块做匀减速运动时加速度a2的大小为7.5m/s2;
(2)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.75;
(3)弹簧的劲度系数k是200N/m;
(4)滑块滑动过程中的平均速度为1.33m/s.
解析
解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:
a2=||=
;
(2)由牛顿第二定律知:
μmg=ma2,
解得:μ=0.75
(3)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度:
a1==
=32.5m/s2;
根据牛顿第二定律得:
k△x-μmg=ma1,
解得:k=200N/m
(4)离开弹簧前位移:x1=△x=0.2m
离开弹簧后的位移:
故全程的平均速度为:
答:(1)滑块做匀减速运动时加速度a2的大小为7.5m/s2;
(2)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.75;
(3)弹簧的劲度系数k是200N/m;
(4)滑块滑动过程中的平均速度为1.33m/s.
有一辆货车下装有4根相同的弹簧.当不装货时,每根弹簧全长为30厘米,如果装10吨货物时,每根弹簧的全长为29厘米;当将弹簧拆下后,全长是30.5厘米,问货车车厢的重量是多少?(设每根弹簧受力是均匀的,g=10N/kg)
正确答案
解:设车厢重G车厢.
不装货物时,作用在弹簧上的力为G车厢.弹簧的压缩量 x1=30.5-30=0.5cm
装货物时,作用在弹簧上的力为 (G车厢+10×103×10)N=(G车厢+105)N
弹簧的压缩量x2=30.5-29=1.5cm
根据胡克定律知,弹簧受到的力与压缩量成正比,得到
=
代入数据解得 G车厢=5×104N
答:货车车厢的重量是5×104N.
解析
解:设车厢重G车厢.
不装货物时,作用在弹簧上的力为G车厢.弹簧的压缩量 x1=30.5-30=0.5cm
装货物时,作用在弹簧上的力为 (G车厢+10×103×10)N=(G车厢+105)N
弹簧的压缩量x2=30.5-29=1.5cm
根据胡克定律知,弹簧受到的力与压缩量成正比,得到
=
代入数据解得 G车厢=5×104N
答:货车车厢的重量是5×104N.
如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,将它们相互连接起来,并竖直静置在水平地面上.现缓慢向上提上面的木块,直到它们完全离开地面.在这一过程中下面的木块m2移动的距离为( )
正确答案
解析
解:系统处于原来状态时,下面弹簧k2的弹力F1=(m1+m2)g,被压缩的长度x1==
当它们完全离开地面时,下面弹簧k2的弹力F2=0,被压缩的长度x2=0
所以 下面木块移动的距离为X=x1-x2=
故选:C
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