- 相互作用
- 共34453题
为测量一轻质弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验:先将弹簧竖直悬挂,而后在弹簧下端挂上重为6N的钩码,弹簧静止时的位置如图所示,可求得该弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:弹簧的弹力F=G=6N,
弹簧的形变量x=15cm-10cm=5cm,
则弹簧的劲度系数k=N/m=120N/m,故ABC错误,D正确.
故选:D.
如图所示,一物体质量为2kg,以初速度V0=3m/s从斜面A点处下滑,它与斜面摩擦力为8N,到达B点后压缩弹簧20cm后停止,然后又被弹回,求弹簧的劲度系数和最后能回到的高度.
正确答案
解析
解:根据能量守恒定律得,mg(L1+L2)sin37°+=
代入数据解得k=1450N/m.
设返回的位置距离B点的距离为x,对全过程运用动能定理得,
mg(L1-x)sin37°-f(L1+2L2+x)=0-,
代入数据解得x=1.25m.
答:弹簧的劲度系数为1450N/m,最后能回到的高度距离B点的距离为1.25m.
如图所示,两物体重分别为G1、G2,两弹簧劲度分别为k1、k2,弹簧两端与物体和地面相连,已知弹簧的弹力大小F=kx,式中x为弹簧的形变量,用竖直向上的力缓慢向上拉G2,最后平衡时拉力F=G1+2G2,求该过程G1、G2上升的高度.
正确答案
解:初始状态时k1弹簧的压缩量为 x1=,k2弹簧的压缩量为 x2=
末了状态时,由于F=G1+2G2>G1+G2,所以两根弹簧都处于伸长状态,k1、k2的伸长量分别为:
x1′=,x2′=
根据几何关系可得:该过程G2上升的高度 h2=x1+x1′=
G1上升的高度 h1=h2+(x2+x2′)=+
=(G1+2G2)(
)
答:G1上升的高度是(G1+2G2)(),G2上升的高度是
.
解析
解:初始状态时k1弹簧的压缩量为 x1=,k2弹簧的压缩量为 x2=
末了状态时,由于F=G1+2G2>G1+G2,所以两根弹簧都处于伸长状态,k1、k2的伸长量分别为:
x1′=,x2′=
根据几何关系可得:该过程G2上升的高度 h2=x1+x1′=
G1上升的高度 h1=h2+(x2+x2′)=+
=(G1+2G2)(
)
答:G1上升的高度是(G1+2G2)(),G2上升的高度是
.
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l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.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
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(l0-l1),
F2=k(l2-l0),
联立方程组可以解得 k=.
故答案为:
用5N的力可以使一轻弹簧伸长8mm,现在两端各用10N的力来拉它,这时弹簧的伸长应是( )
正确答案
解析
解:设弹簧劲度系数为k,用5N力拉时,有:
F1=kx1;
用10N的力拉时,有:
F2=kx2;
联立解得:
x2=;
故选:C.
如图所示,一个重为G的小环套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一个劲度系数为k(k较大)的轻弹簧,一端固定在大圆环顶点A,另一端与小环相连,小环在大圆环上可无摩擦滑动.小环静止时,弹簧与竖直方向成一不为零的夹角,此时大圆环对小环的作用力为______,弹簧原长L0应满足的条件是______.
正确答案
mg
解析
解:由于小环静止在如图中,弹簧只有提供拉力才能满足,所以以小环为研究对象,分析受力情况,如图.
根据平衡条件得知,大圆环对小环的支持力N和弹簧的弹力F的合力与重力大小相等,方向相反,G′=G,
根据三角形相似:=
得:N=mg;
根据△G′NB∽△ABO得:=
又AB=2Rcosθ,AO=R,
得弹簧的弹力为:F=2mgcosθ
根据胡克定律:F=K(2Rcosθ-L0),得:L0=
故答案为:mg,
如图所示,轻弹簧的劲度系数为k,小球的质量为m,平衡时小球在A位置.今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B,则此时弹簧的弹力大小为( )
正确答案
解析
解:当弹簧处于平衡位置A时:设弹簧的形变量为x1,由胡克定律得:
mg=kx1
解得:x1=
小球向下压缩x至B位置时,小球的形变量x2=x1+x=+x
由胡克定律得:
F=kx2
即:F=k×(+x)=mg+kx
故选:B
原来长度为L0=0.3米的弹簧竖直悬挂,当在其下端挂上一个重量为m=0.5kg的物体时,弹簧的长度伸长到0.4米,(取g=10m/s2)
求:(1)弹簧的弹簧的劲度为k=?
(2)当将物体的质量减少到0.2千克,弹簧多长?
正确答案
解:由胡克定律可知:
F=k(x-x0)
解得:K==50N/m;
(2)质量减小到0.2kg时,拉力F=0.2×10=2N;
则形变量x==0.04m;
故弹簧的长度为0.3+0.04=0.34m;
答:(1)弹簧的弹簧的劲度为k=50N/m
(2)当将物体的质量减少到0.2千克,弹簧长度为0.034m
解析
解:由胡克定律可知:
F=k(x-x0)
解得:K==50N/m;
(2)质量减小到0.2kg时,拉力F=0.2×10=2N;
则形变量x==0.04m;
故弹簧的长度为0.3+0.04=0.34m;
答:(1)弹簧的弹簧的劲度为k=50N/m
(2)当将物体的质量减少到0.2千克,弹簧长度为0.034m
(2012•攀枝花一模)如图所示,一个劲度系数为k的轻弹簧原长为l0,将弹簧的上端固定在天花板上,下端悬挂一个质量为m木块,木块处于静止状态.弹簧的形变在弹性限度内.则此时弹簧的长度( )
正确答案
解析
解:根据胡克定律,有:
F=kx
物体受重力和拉力平衡,根据平衡条件,有:
F=mg
联立解得:x=;
故弹簧的长度为:;
故选B.
一根上端固定竖直放置的弹簧,原长10cm,当在它下端挂重2N的砝码时,伸长1cm;当在这根弹簧下端挂重8N的物体时,这时弹簧总共的长度为( )cm?(弹簧始终处在弹性限度内)
正确答案
解析
解:当弹簧下端挂2.0N的重物时,弹簧的拉力F1=2N,弹簧伸长的长度x1=0.01m,根据胡克定律F=kx,得弹簧的劲度系数:k==
N/m=200N/m;
当弹簧下端挂8.0N的重物时,弹簧的拉力F2=8N,则弹簧伸长的长度为:x2==
m=0.04m,
所以弹簧的长度为:l=l0+x2=0.10m+0.04m=0.14m=14cm
故选:B
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,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧.在此过程中下面的木块移动的距离为( )
正确答案
解析
解:开始时:设上面弹簧压缩的长度x1下面弹簧压缩的长度x2,则有:
m1g=k1x1
m1g+m2g=k2x2
得到:,
当上面的木块刚离开上面弹簧时,设弹簧压缩的长度x2′,则有:
m2g=k2x2′
得到:
所以在这过程中下面木块移动的距离为:
故选:A
弹簧一端固定,另一端受到拉力F 的作用,F与弹簧伸长量x的关系如图所示.该弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:当弹簧的伸长量为0.2 m时,弹簧弹力F=4 N,
故弹簧的劲度系数k==
N/m=20N/m.故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示,天花板上悬挂着一个劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端的一质量为m的物块,物块处于静止状态时,轻弹簧的伸长量为(重力加速度为g)( )
正确答案
解析
解:物体静止时,弹力F=mg,则形变量为:x==
.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
一根弹簧原长为 L0=10cm,若在它下面挂重为G1=4N的重物时,弹簧的长度为L1=12cm,若在它下面挂重为G2=3N的重物时,弹簧的长度是多少?
正确答案
解:由题当弹簧挂上4N的物体时,弹簧的弹力 F1=4N,伸长的伸长量 x1=12cm-10cm=2cm;
当弹簧挂上3N的物体时,弹簧的弹力 F2=3N
根据胡克定律F=kx得:
F1:F2=x1:x2
代入解得:x2==
cm=1.5cm
所以弹簧此时的长度为 l2=l0+x2=10cm+1.5cm=11.5cm
答:弹簧的长度是11.5cm
解析
解:由题当弹簧挂上4N的物体时,弹簧的弹力 F1=4N,伸长的伸长量 x1=12cm-10cm=2cm;
当弹簧挂上3N的物体时,弹簧的弹力 F2=3N
根据胡克定律F=kx得:
F1:F2=x1:x2
代入解得:x2==
cm=1.5cm
所以弹簧此时的长度为 l2=l0+x2=10cm+1.5cm=11.5cm
答:弹簧的长度是11.5cm
如图所示,真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变,则( )
正确答案
解析
解:设弹簧的劲度系数为K,原长为x.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0,则有:Kx0=k…①
A、保持q不变,将Q变为-Q,如果缩短量等于x0,则静电力大于弹力,故会进一步吸引,故平衡时弹簧的缩短量大于x0,故A错误;
B、保持Q不变,将q变为-q,如果缩短量等于x0,则静电力大于弹力,故会进一步吸引,故平衡时弹簧的缩短量大于x0,故B正确.
C、保持Q不变,将q变为2q时,平衡时有:Kx1=k…②
由①②解得:x1<2x0,故C错误;
D、同理可以得到保持q不变,将Q变为2Q,平衡时弹簧的伸长量小于2x0,故D错误;
故选:B
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