- 相互作用
- 共34453题
如图,水平地面上质量为m的物体连着一个劲度系数为k的轻弹簧,在水平恒力F作用下做匀加速直线运动.已知物体与地面间的动摩擦因素为μ,重力加速度为g,弹簧没有超出弹性限度,则弹簧的伸长量为( )
正确答案
解析
解:由题意,得拉力F与弹簧的弹力大小相等,结合胡克定律有:F=kx,则弹簧的形变量x=.故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3,中间分别用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,2、3两木块之间的距离是( )
正确答案
解析
解:当三木块达到平衡状态后,对木块3进行受力分析,可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力,即:
μm3g=kx3,解得2和3间弹簧伸长量为:x3=;
所以23间的距离为L+;
故选:C.
两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则( )
正确答案
解析
解:AB、P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和,即为L+=(1+
)L,故AB错误.
CD、两根轻弹簧串联,弹力大小相等,根据胡克定律F=kx得x与k成反比,则得b弹簧的伸长量为.故C正确,D错误.
故选:C
一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示,根据图象判断,结论正确的是( )
正确答案
解析
解:C、由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=6cm,即弹簧的原长为6cm,故C正确;
A、B、由图读出弹力为F1=2N,弹簧的长度为L1=4cm,弹簧压缩的长度x1=L0-L1=2cm=0.02m;
由胡克定律得弹簧的劲度系数为k==100N/m;
故A错误,B正确;
D、弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为F=kx=100×0.2=20N,故D错误;
故选BC.
质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接如图,静止时,两弹簧伸长量分别为x1和x2,则( )
正确答案
解析
解:对小球B进行受力分析:小球B受重力、弹簧L2的弹力作用处于平衡状态,则有弹簧L2中的弹力F2=mBg=kx2,得x2=
再对小球A进行受力分析:小球A受重力、L2对它向下的弹力F2和L1对它向上的弹力F1作用,则弹簧L1的弹力 F1=mAg+F2=mAg+mBg=kx2,则x1=
可知,只要不超出弹性限度,始终有 x1>x2.
故选:D.
如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别于地面和物体A相连接.现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变.已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮,细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力变为原来的
,求a,b两点间的距离.
正确答案
解:开始时弹簧B的压缩量为:x1=;
①拉伸弹簧C后,若弹簧B是压缩,压缩量为:x2=;
此时,弹簧C的伸长量为:x3=;
故此时a、b间距为:Sab=x1-x2+x3=(+
)
②拉伸弹簧C后,若弹簧B是伸长的,伸长量为x2′=:
此时,弹簧C的伸长量为:x3=;
故此时a、b间距为:Sab′=x1+x2′+x3′=(+
)
答:b两点间的距离为(+
)
或(
+
)
.
解析
解:开始时弹簧B的压缩量为:x1=;
①拉伸弹簧C后,若弹簧B是压缩,压缩量为:x2=;
此时,弹簧C的伸长量为:x3=;
故此时a、b间距为:Sab=x1-x2+x3=(+
)
②拉伸弹簧C后,若弹簧B是伸长的,伸长量为x2′=:
此时,弹簧C的伸长量为:x3=;
故此时a、b间距为:Sab′=x1+x2′+x3′=(+
)
答:b两点间的距离为(+
)
或(
+
)
.
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.求:
(1)这时两弹簧的总长.
(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,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板对物体m2的支持力大小.
正确答案
解:(1)设上面弹簧受到的弹力为F1,伸长量为△x1,下面弹簧受到的弹力为F2,伸长量为△x2,由物体的平衡及胡克定律有:
F1=(m1+m2)g,
故△x1==
F2=m2g,
故△x2==
所以总长为:
L=L1+L2+△x1+△x2
=L1+L2++
.
(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长△x,下面弹簧缩短△x.
对m2:N=k2△x+m2g
对m1:m1g=k1△x+k2△x
解得:N=m2g+m1g
所以平板对物体m2的支持力为:
N=m2g+m1g
答:(1)这时两弹簧的总长为L1+L2++
;
(2)这时平板对物体m2的支持力为m2g+m1g.
解析
解:(1)设上面弹簧受到的弹力为F1,伸长量为△x1,下面弹簧受到的弹力为F2,伸长量为△x2,由物体的平衡及胡克定律有:
F1=(m1+m2)g,
故△x1==
F2=m2g,
故△x2==
所以总长为:
L=L1+L2+△x1+△x2
=L1+L2++
.
(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长△x,下面弹簧缩短△x.
对m2:N=k2△x+m2g
对m1:m1g=k1△x+k2△x
解得:N=m2g+m1g
所以平板对物体m2的支持力为:
N=m2g+m1g
答:(1)这时两弹簧的总长为L1+L2++
;
(2)这时平板对物体m2的支持力为m2g+m1g.
如图所示,GA=100N,GB=40N.弹簧的劲度系数k=500N/m.不计绳重和摩擦,稳定后物体A对地面的压力为多大?弹簧的伸长量是多少?
正确答案
解:对B分析,可知F=GB=40N.则弹簧的伸长量为:.
对A分析,有:F+N=GA,
解得:N=GA-F=100-40=60N,所以物体A对地面的压力为60N.
答:稳定后物体A对地面的压力为60N,弹簧的伸长量是0.08m.
解析
解:对B分析,可知F=GB=40N.则弹簧的伸长量为:.
对A分析,有:F+N=GA,
解得:N=GA-F=100-40=60N,所以物体A对地面的压力为60N.
答:稳定后物体A对地面的压力为60N,弹簧的伸长量是0.08m.
如图所示,轻质弹簧连接A、B两物体,弹簧劲度系数为K,A、B质量分别为m1、m2;A放在水平地面上,B也静止;现用力拉B,使其向上移动,直到A刚好离开地面,此过程中,B物体向上移动的距离为( )
正确答案
解析
解:开始时,A、B都处于静止状态,弹簧的压缩量设为x1,由胡克定律有 kx1=m2g…①
物体A恰好离开地面时,弹簧的拉力为m1g,设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律有 kx2=m1g…②
这一过程中,物体B上移的距离 d=x1+x2…③
由①②③式联立可解得:d=
故选:C
如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,两木块与地面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,求
(1)两木块之间的距离是多少?
(2)水平力的大小为多少?
正确答案
解:(1)对木块1研究.木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力.
根据平衡条件得弹簧的弹力 F=μm1g
由胡克定律得到弹簧伸长的长度 x==
所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 S=L+x=L+.
(2)两木块一起匀速运动,合力都为零,以两个木块组成的整体为研究对象,由平衡条件得:
水平力 F=μ(m1+m2)g
答:(1)两木块之间的距离是L+.(2)水平力的大小为μ(m1+m2)g.
解析
解:(1)对木块1研究.木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力.
根据平衡条件得弹簧的弹力 F=μm1g
由胡克定律得到弹簧伸长的长度 x==
所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 S=L+x=L+.
(2)两木块一起匀速运动,合力都为零,以两个木块组成的整体为研究对象,由平衡条件得:
水平力 F=μ(m1+m2)g
答:(1)两木块之间的距离是L+.(2)水平力的大小为μ(m1+m2)g.
一根轻质弹簧一端固定,用大小为F的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F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
F=k(l0-l1),
F=k(l2-l0),
联立方程组可以解得 k=
所以D项正确.
故选:D.
一个轻质的弹簧,受到20N的拉力时,弹簧伸长了2cm,当弹簧缩短了3cm时,弹簧产生的弹力的大小是( )
正确答案
解析
解:由弹簧伸长时,据胡克定律得:k==
=10N/cm
当压缩时,F=kx=10×3N=30N,故ABD错误,C正确.
故选:C.
用10N的力可以使一轻质弹簧伸长6cm,现在弹簧的两端各用15N的力来拉它,如图所示,这时弹簧的伸长量是( )
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=×x1=
故选:B.
一轻弹簧上端固定,下端挂一8N的重物,平衡时弹簧伸长了4cm,此时再将重物向下拉1cm,则平衡时弹簧对重物的拉力为( )
正确答案
解析
解:弹簧下端挂8N的重物时,由胡克定律得:
F1=kx1;
再将重物向下拉1cm时,弹簧伸长的长度为:
x2=4cm+1cm=5cm=0.05m
由胡克定律得:
F2=kx2;
联立得:=
解得:F2=F1=
×8N=10N
故选:C
一个弹簧原长8cm,下端悬挂4N的重物,静止时,弹簧的长度为10cm,此弹簧的劲度系数为______N/m.若在下端再加1N的重物,静止时的弹簧长度是______cm.
正确答案
200
10.5
解析
解:弹簧下端悬挂4N的重物时,弹簧的弹力为:F1=G=4N,
伸长的长度为:x1=10cm-8cm=2cm=0.02m
根据胡克定律F=kx得:k==
N/m=200N/m
若在下端再加1N的重物,静止时的弹簧弹力为:F2=5N,由胡克定律得:
x2==
m=0.025m=2.5cm
所以此时弹簧的长度为:L=L0+x2=8cm+2.5cm=10.5cm
故答案为:200,10.5
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