- 相互作用
- 共34453题
(2015秋•肇庆期末)物块A、B的质量分别为2m和m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,弹簧长度为l2,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、D以整体法为研究对象,根据牛顿第二定律得知,两种情况下加速度相等,而且加速度大小为a=.
设弹簧的原长为l0.根据牛顿第二定律得:
第一种情况:对A:k(l1-l0)=2ma ①
第二种情况:对B:k(l0-l2)=ma ②
由①②解得,l0=,k=
.故A错误;CD正确.
B、第一种情况弹簧的形变量为△l=l1-l0=;第二种情况弹簧的形变量为△l=l0-l2=
;故B错误.
故选:CD.
三根相同的轻弹簧,每根长度都是10厘米,挂100克的重物时都伸长1厘米,若将三根弹簧串联后挂100克的重物,则三根弹簧的总长度为多少?
正确答案
解:设每根弹簧的劲度系数为k,每根弹簧挂100克的重物时,有:mg=kx1;
三根弹簧串联,设总的劲度系数为k′,每根弹簧所受的弹力均等于100克重物的重力,弹力都为F=mg,则有:
mg=k′•3x1;
则得:k′=k
所以将三根弹簧串联后挂100克的重物,三根弹簧伸长量之和为 x2==
=3x1=3×1cm=3cm
所以三根弹簧的总长度为:L=3L0+x2=3×10cm+3cm=33cm
答:三根弹簧的总长度为33cm.
解析
解:设每根弹簧的劲度系数为k,每根弹簧挂100克的重物时,有:mg=kx1;
三根弹簧串联,设总的劲度系数为k′,每根弹簧所受的弹力均等于100克重物的重力,弹力都为F=mg,则有:
mg=k′•3x1;
则得:k′=k
所以将三根弹簧串联后挂100克的重物,三根弹簧伸长量之和为 x2==
=3x1=3×1cm=3cm
所以三根弹簧的总长度为:L=3L0+x2=3×10cm+3cm=33cm
答:三根弹簧的总长度为33cm.
一根弹簧竖直悬挂10N的物体时伸长量为5cm,则竖直悬挂15N的物体时伸长量为______ cm.
正确答案
7.5
解析
解:由题,根据平衡条件得知,物体受到的弹力大小等于物体的重力大小,即F=G,由胡克定律:F=kx
弹簧的劲度系数:N/m
竖直悬挂15N的物体时弹簧伸长的长度为x2=m=7.5cm.
故答案为:7.5
一轻质弹簧的两端各用10N的水平力向外拉伸,弹簧伸长了6cm(仍在弹性限度内),现将其一端固定于墙上,另一端用5N的水平拉伸它,则弹簧的伸长量应为( )
正确答案
解析
解:设弹簧的劲度系数为k.
由题,当弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸时,由F1=kx1得,k==
当用5N的外力来拉伸弹簧时,其伸长量为 x2==
=0.03m=3cm.故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图:
①写出图线代表的函数______(x用m作单位);
②弹簧的劲度系数是______N/m.
正确答案
解:①由图象可以解出倾斜直线的斜率,有:
k==
=2000N/m
由于F=kx
解得:F=2000x
②根据胡克定律弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数即为弹簧的劲度系数;所以弹簧的劲度系数为2000N/m.
故答案为:①F=2000x,②2000
解析
解:①由图象可以解出倾斜直线的斜率,有:
k==
=2000N/m
由于F=kx
解得:F=2000x
②根据胡克定律弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数即为弹簧的劲度系数;所以弹簧的劲度系数为2000N/m.
故答案为:①F=2000x,②2000
一根弹簧原长为5cm,现用20N的力拉它,它的长度变为10cm,弹簧在弹性限度内,则该弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:由胡克定律:F=kx,所以k==400N/m;
故选:D.
如图,劲度系数为k的轻弹簧一端系于墙上,另一端连接一物体A.用质量与A相同的物体B推A使弹簧压缩,A、B与水平面间的动摩擦因数分别μA和μB且μA>μB.释放A、B,二者向右运动一段距离后将会分隔,则A、B分离时( )
正确答案
解析
解:设A、B分离时弹簧伸长量为x.当AB刚好分离时AB间的弹力为零,加速度仍相同,根据牛顿第二定律得:
=
解得:x=
由于μA>μB.所以有 x<0,说明弹簧压缩,且压缩量为.
故选:C
铁架台上悬挂着一个劲度系数为k的轻弹簧,弹簧的下端挂一个质量为m的小球.小球处于静止状态时,弹簧的伸长量等于(弹簧的伸长在弹性限度( )
正确答案
解析
解:弹簧伸长x,根据胡克定律
F=kx
物体保持静止,故物体对弹簧的拉力等于物体的重力
F=G
因而X=;
故选:B.
如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个质量为m的木块,木块处于静止状态.测得此时弹簧的伸长量为N(弹簧的形变在弹性限度内).重力加速度为g.此弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:根据二力平衡可知:弹簧弹力和重力大小相等,故有:mg=kx=kN,所以劲度系数为:
k=,故ABC错误,D正确.
故选:D.
如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A与B之间M、B与地面之间的动摩擦因数均为0.50,A物体质量m=30kg,B物体质量为l0kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m.现有一水平推力F作用于物体B上,使B缓慢地向墙壁移动,当移动到某处时,A、B间开始发生相对滑动,此时水平推力F的大小为______N,在此过程中物体A的位移为______m.(g取l0m/s2)
正确答案
350
0.6
解析
解:A、B间开始发生相对滑动,B在水平方向上受到推力F,地面对B的摩擦力f1,A对B的摩擦力f2,地面的摩擦力f1=μ(mA+mB)g=0.5×400N=200N.A对B的摩擦力大小f2=μmAg=150N.则F=f1+f2=350N.
对A在水平方向上受到摩擦力和弹簧的弹力,有F弹=f2=kx,解得:x=.所以物体A的位移为0.6m.
故答案为:350,0.6.
如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个质量为m的小球,小球处于静止状态.则此时弹簧的伸长量为(弹簧的形变在弹性限度内),( )
正确答案
解析
解:弹簧弹力等于小球的重力,故:F=mg
根据胡克定律,有:F=kx
联立解得:;
故选A.
如图所示为一无刻度的轻弹簧,欲用该弹簧测一物体重量,先把弹簧上端固定,静止时指针P指A点,在弹簧下端挂上重5N的物体,静止时指针指在B点.将该物体拿下,挂上待测物体,静止时指针指在C点.测得AB长为10cm,AC长为6cm,则待测物体重______N,弹簧的劲度系数k=______N/m.
正确答案
3
50
解析
解:在弹簧下端挂上重5N的物体,有:G1=kxB;
挂上待测物体时,有 G2=kxC;
则得:=
,G2=
=
5N=3N
由第一式得:k==
N/m=50N/m
故答案为:3,50
如图,一个竖直弹簧连着一个质量为M的薄板,板上放着一个木块,木块质量为m.现使整个装置在竖直方向做简谐运动,振幅为A.若要求在整个过程中小木块m都不脱离木板,则弹簧的劲度系数k应满足什么条件?
正确答案
解:小木块恰好不脱离薄板,说明弹簧振子向上运动到弹簧原长处,速度恰为零,即弹簧在平衡位置时形变量为A,则有:
kA=(M+m)g
解得:
k=g.
答:弹簧的劲度系数k应该小于g.
解析
解:小木块恰好不脱离薄板,说明弹簧振子向上运动到弹簧原长处,速度恰为零,即弹簧在平衡位置时形变量为A,则有:
kA=(M+m)g
解得:
k=g.
答:弹簧的劲度系数k应该小于g.
原长为20cm的轻质弹簧,一端固定,另一端用10N得力拉它是时,长度变为25cm,则这根弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律F=kx得:
k=
故选:C.
如图所示,轻弹簧的劲度系数k=200N/m,当弹簧的两端各受20N拉力F的作用时(在弹性限度内)弹簧处于平衡,那么下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用,两个F的方向相反,所以弹簧所受的合力为零,故A错误.
B、C、D、根据胡克定律F=kx得弹簧的伸长量:x==
m=0.1m=10cm.故BD错误,C正确.
故选:C.
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