- 相互作用
- 共34453题
如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端拴一质量为m的小球,将小球向下拉动一段距离后释放,在小球向上运动的过程中,框架恰好没有跳起.则( )
正确答案
解析
解:A、小球做简谐运动,当弹簧的弹力和重力平衡时,小球的速度最大,此时弹簧处于拉升状态,故A错误;
B、小球向上运动的过程中,框架恰好没有跳起,说明框架对地面压力最小为零;当弹簧处于原长时,框架对地面压力等于框架的重力,不是最小;故B错误;
C、刚释放小球时,小球加速上升,处于超重状态,故C错误;
D、框架对地面压力为零的瞬间,根据平衡条件,弹簧对框架向上的支持力与重力平衡,等于Mg;
小球此时受重力、弹簧对其向下的压力,根据牛顿第二定律,有:Mg+mg=ma;解得:a=;故D正确;
故选:D.
(2015秋•西城区期末)一根很轻的弹簧,在弹性限度内,当它的伸长量为4.0cm时,弹簧的弹力大小为8.0N;当它的压缩量为1.0cm时,该弹簧的弹力大小为( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律得:
F1=kx1;F2=kx2;
则得:=
得:F2=F1=
N=2N.
故选:A
一根弹簧在弹性限度内,将其一端固定,另一端施加30N的压力时其长度为14cm,若对其两端各施加30N的拉力时,它总长度为54cm,则此弹簧的自然长度是( )
正确答案
解析
解:另一端施加30N的压力时其长度为14cm,根据胡克定律F=k•△x,有,故
m ①
对其两端各施加30N的拉力时,它总长度为54cm,根据胡克定律F=k•△x,有;m ②
联立解得:m=34cm
故选:A
下列有关力的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在同一地点,重力加速度g不变化,故A错误
B、在弹性限度内,弹簧受到弹力就会发生形变,弹力越大其形变量越大,故B错误
C、根据弹力的概念,放在水平桌面上课本受到的支持力是由于桌面形变的结果,故C正确
D、放在桌面的书受到桌面的支持力,其反作用力是书对桌的压力,故D错误
故选:C
一弹簧受到10N的拉力时,它的长度是11cm;当它受的拉力达到15N时,弹簧长度是13cm,则弹簧的劲度系数是______N/m,弹簧的原长是______cm,如用两手握住它的两端,分别用10N的力向两边拉,则这弹簧伸长______cm.
正确答案
250
7
4
解析
解:设弹簧的劲度系数为k,弹簧的原长为L,由胡克定律F=k△x得:
10=k(11-L)…①
15=k(13-L)…②
联立①②代入数据解之得:K=2.5N/cm=250N/m;L=7cm
两手握住它的两端,分别用10N的力向两边拉,弹簧的示数为10N,据胡克定律得:△x==
=4cm
故答案为:250;7;4.
如图所示,原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上.两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态.
(1)这时两个弹簧的总长度为多大?
(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板受到上面物体m2的压力.
正确答案
解:(1)劲度系数为k1轻质弹簧受到的向下拉力(m1+m2)g,设它的伸长量为x1,根据胡克定律有:
(m1+m2)g=k1 x1
解得:
劲度系数为k2轻质弹簧受到的向下拉力m2g,设它的伸长量为x2,根据胡克定律有:
m2g=k2 x2
解得:
这时两个弹簧的总长度为:L=L1+L2+x1+x2=L1+L2++
(2)用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时,下面的弹簧应被压缩x,上面的弹簧被拉伸x.
以m1为对象,根据平衡关系有
(k1+k2)x=m1g
解得:
以m2为对象,设平板对m2的支持力为FN,根据平衡关系有
FN=k2x+m2g=k2×+m2g=
+m2g=
故这时平板受到下面物体m2的压力FN‘=.
答:(1)这时两个弹簧的总长度为L1+L2++
;
(2)这时平板受到上面物体m2的压力为
解析
解:(1)劲度系数为k1轻质弹簧受到的向下拉力(m1+m2)g,设它的伸长量为x1,根据胡克定律有:
(m1+m2)g=k1 x1
解得:
劲度系数为k2轻质弹簧受到的向下拉力m2g,设它的伸长量为x2,根据胡克定律有:
m2g=k2 x2
解得:
这时两个弹簧的总长度为:L=L1+L2+x1+x2=L1+L2++
(2)用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时,下面的弹簧应被压缩x,上面的弹簧被拉伸x.
以m1为对象,根据平衡关系有
(k1+k2)x=m1g
解得:
以m2为对象,设平板对m2的支持力为FN,根据平衡关系有
FN=k2x+m2g=k2×+m2g=
+m2g=
故这时平板受到下面物体m2的压力FN‘=.
答:(1)这时两个弹簧的总长度为L1+L2++
;
(2)这时平板受到上面物体m2的压力为
如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m.
(1)当小车静止时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为α,试求此时弹簧的形变量和细线受到的拉力
(2)当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量.
正确答案
解:
(1)小车静止时,由于弹簧竖直,球受重力和弹簧的弹力,二力平衡,细线对小球没有作用力,可以用假设法,若细线对小球有拉力则弹簧不能竖直,故细线的拉力为零.
对小球:
kx1=mg
解得:
x1=
(2)小球受力如图:
水平方向有:
Tsinθ=ma
竖直方向有:
F+Tcosθ=mg
讨论:
①当Tcosθ=mg时,F等于0,故形变量x=0
②当Tcosθ<mg,F向上
故有F+macotθ=mg
解得:
F=mg-macotθ
弹簧形变量为:
x=
③当Tcosθ>mg,F向下
竖直方向有:F+mg=Tcosθ
解得:
F=Tcosθ-mg
=macotθ-mg
弹簧形变量为:
x=
答:
(1)弹簧的形变量为 细线的拉力为F=0
(2)弹簧形变量为:
①当Tcosθ=mg时,F等于0,故形变量x=0
②当Tcosθ<mg,F向上,形变量为
③当Tcosθ>mg,F向下,形变量为
解析
解:
(1)小车静止时,由于弹簧竖直,球受重力和弹簧的弹力,二力平衡,细线对小球没有作用力,可以用假设法,若细线对小球有拉力则弹簧不能竖直,故细线的拉力为零.
对小球:
kx1=mg
解得:
x1=
(2)小球受力如图:
水平方向有:
Tsinθ=ma
竖直方向有:
F+Tcosθ=mg
讨论:
①当Tcosθ=mg时,F等于0,故形变量x=0
②当Tcosθ<mg,F向上
故有F+macotθ=mg
解得:
F=mg-macotθ
弹簧形变量为:
x=
③当Tcosθ>mg,F向下
竖直方向有:F+mg=Tcosθ
解得:
F=Tcosθ-mg
=macotθ-mg
弹簧形变量为:
x=
答:
(1)弹簧的形变量为 细线的拉力为F=0
(2)弹簧形变量为:
①当Tcosθ=mg时,F等于0,故形变量x=0
②当Tcosθ<mg,F向上,形变量为
③当Tcosθ>mg,F向下,形变量为
一根弹簧的劲度系数为K=500N/m,竖直悬挂在天花板上,下端有一质量为5Kg的物体(在弹性限度内),处于静止状态,则这时弹簧的伸长量为( )
正确答案
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=mg=50N
由胡克定律F=kx得弹簧伸长的长度为:x==
=0.1m=10cm.故B正确.
故选:B
一根弹簧的劲度系数k=1000N/m,在其两端有两小孩向相反方向各用20N的水平力拉弹簧,这时弹簧的伸长量是( )
正确答案
解析
解:由胡克定律知形变量X==
=0.02=2cm
故选:A.
两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连,套在水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在一质量为m的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、先将三个小球当做整体,在竖直方向整体受到两个力的作用,即竖直向下的重力、竖直向上的支持力,其大小为:FN=(2M+m)g,它的一半是水平横杆对小球的支持力,故A错误;
B、以m为研究对象,受到两个弹力和m的重力的作用,故有2fcos30°=mg,解之得,,故B错误;
C、连接质量m小球的轻弹簧的伸长量:由得,
,故C错误;
D、对M为研究对象,在水平方向有:fcos60°=kx′解之得,.故D正确.
故选:D.
两个不计重力的弹簧原长都是80cm,劲度系数都是1000N/m,如图所示悬挂,P、Q是两个质量相等的小球.悬挂后,弹簧总长为190cm,则每个小球的重为______N.
正确答案
100
解析
解:设每个小球的重力为G.对于G球,由平衡条件和胡克定律得:
G=kx1;
对于P、Q整体,则有:2G=kx2;
由题有:x1+x2=L-L0=190cm-2×80cm=30cm=0.3m
联立得:+
=x1+x2
则:G==
N=100N
故答案为:100
(多选题)关于胡克定律,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,不同弹簧一般k不同,同一弹簧k一定,由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比,故AC正确,B错误.
D、由k=,根据数学知识可知劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小.故D正确.
故选:ACD
(2015秋•承德期末)如图所示,一物体P放在光滑水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体受到一水平向右、大小为15N的拉力静止在水平面上,弹簧(在弹性限度内)伸长了5cm,则( )
正确答案
解析
解:AB、据题:拉力 F=15N,弹簧伸长的长度 x=5cm=0.05m
由胡克定律得 F=kx
则 k==
=300N/m.故A正确,B错误.
CD、若改用3N的水平力向左压物体,弹簧缩短的长度 x′==
=0.01m=1cm,即物体静止时弹簧缩短了(相对原长)1cm.故C正确,D错误.
故选:AC
一根经度系数为k=100N/m的轻质弹簧,开始用15N的力拉弹簧,现在改用25N的力拉弹簧,此过程中弹簧的长度变化了多少______(弹簧一直在弹性限度内)
正确答案
0.1m
解析
解:根据胡克定律得:
用拉力F1=15N时,有 F1=kx1;
用拉力F2=25N时,有 F2=kx2;
两式相减得:F2-F1=k(x2-x1)=k△x
则得△x==
m=0.1m
故答案为:0.1m
某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.表是该同学的实验数据.实验时弹簧始终未超过弹性限度.
(1)根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象;并由图象可得弹力F跟弹簧伸长量x的关系______
(2)根据图象得到弹簧的劲度系数是______N/m.
正确答案
解:(1)当钩码质量为0时,即弹簧所受拉力为零,长度为6.0cm,则可知弹簧的原长为6.0×10-2 m.
则知弹力为30×10-3×10N=0.3N时,伸长量为1.2×10-2 m;
弹力为60×10-3×10N=0.6N时,伸长量为2.3×10-2 m;
弹力为90×10-3×10N=0.9N时,伸长量为3.5×10-2 m;
弹力为120×10-3×10N=1.2N时,伸长量为4.6×10-2 m;
弹力为150×10-3×10N=1.5N时,伸长量为5.8×10-2 m;
作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象如图.
图象是过原点的一条倾斜直线,说明在弹性限度内,弹簧弹力与伸长量成正比.
(2)根据F=kx,知图线的斜率等于弹簧的劲度系数,则得 k==
=25N/m
故答案为:
(1)作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象如图.在弹性限度内,弹簧弹力与伸长量成正比.
(2)25.
解析
解:(1)当钩码质量为0时,即弹簧所受拉力为零,长度为6.0cm,则可知弹簧的原长为6.0×10-2 m.
则知弹力为30×10-3×10N=0.3N时,伸长量为1.2×10-2 m;
弹力为60×10-3×10N=0.6N时,伸长量为2.3×10-2 m;
弹力为90×10-3×10N=0.9N时,伸长量为3.5×10-2 m;
弹力为120×10-3×10N=1.2N时,伸长量为4.6×10-2 m;
弹力为150×10-3×10N=1.5N时,伸长量为5.8×10-2 m;
作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象如图.
图象是过原点的一条倾斜直线,说明在弹性限度内,弹簧弹力与伸长量成正比.
(2)根据F=kx,知图线的斜率等于弹簧的劲度系数,则得 k==
=25N/m
故答案为:
(1)作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象如图.在弹性限度内,弹簧弹力与伸长量成正比.
(2)25.
扫码查看完整答案与解析