- 相互作用
- 共34453题
两根劲度系数不同的轻质弹簧原长相同,分别将它们的一端固定,用大小相同的力F 分别拉两根弹簧的另一端,平衡时两根弹簧的长度差为△x;改变力F的大小,则长度差△x与力F的关系图象正确的是(弹簧的拉伸均在弹性限度内)( )
正确答案
解析
解:由胡克定律可知:F=k△x;则有:△x=;故在弹性限度内,形变量与拉力成一次函数关系;故图象为C图;
故选:C.
某弹簧的倔强系数k=5×103N/m,当它伸长2.5cm时,产生的弹力是______,在受到100N的拉力作用时,它要伸长______.
正确答案
125N
2cm
解析
解:根据公式k=,可知F=kx=5×103N/m×2.5cm=125N;
根据F=kx,将F2=800N带入数据解得,x==
故答案为:125 N;2 cm
一根弹簧上端固定,下端悬挂重量为G的砝码时,未超过弹性限度,弹簧的伸长量为x,则该弹簧的劲度系数是( )
正确答案
解析
解:一根弹簧上端固定,下端悬挂重量为G的砝码时,根据平衡条件,弹力为:
F=G
根据胡克定律,有:
F=kx
联立解得:
k=
故选:A.
用两轻质弹簧与三个质量分别为m1、m2、m3的物体A、B、C相连,置于水平地面上.A、B间弹簧l的劲度系数为k1,B、C间弹簧2的劲度系数为k2,如图所示,现用外力F缓慢拉动物体A,则:
(1)C刚好和地面脱离时F多大?
(2)C刚好和地面脱离时,A上升的高度多大?
正确答案
解:(1)取三个物体当作整体,由受力分析,即为拉力与三个物体的重力,
因用外力F缓慢拉动物体A,根据平衡条件可知,F=(m1+m2+m3)g;
(2)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 x1=,x2=
当上面的木块刚离开上面弹簧时,设弹簧压缩的长度x1′,则有
m2+m3g=k1x1′得到 x1′=
当下面的木块刚离开上面弹簧时,设弹簧压缩的长度x2′,则有
m3g=k2x2′得到 x2′=
所以在C刚好和地面脱离时,A上升的高度为:s=x2+x2′+x1′+x1=;
答:(1)C刚好和地面脱离时(m1+m2+m3)g;
(2)C刚好和地面脱离时,A上升的高度.
解析
解:(1)取三个物体当作整体,由受力分析,即为拉力与三个物体的重力,
因用外力F缓慢拉动物体A,根据平衡条件可知,F=(m1+m2+m3)g;
(2)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 x1=,x2=
当上面的木块刚离开上面弹簧时,设弹簧压缩的长度x1′,则有
m2+m3g=k1x1′得到 x1′=
当下面的木块刚离开上面弹簧时,设弹簧压缩的长度x2′,则有
m3g=k2x2′得到 x2′=
所以在C刚好和地面脱离时,A上升的高度为:s=x2+x2′+x1′+x1=;
答:(1)C刚好和地面脱离时(m1+m2+m3)g;
(2)C刚好和地面脱离时,A上升的高度.
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.此弹簧的劲度系数为k,则弹簧的伸长量为 (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:B
一个弹簧挂3N的重物时,弹簧总长为15cm,若改挂8N的重物时,弹簧总长为20cm,则弹簧的劲度系数为( )
正确答案
解析
解:设弹簧的原长为x.
由题,弹力F1=3N,弹簧的伸长x1=0.15-xm=120cm;弹力F2=8N,弹簧的伸长x2=0.20cm-x.
根据胡克定律得
=
=
=100N/m
故选:A
两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为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.求:
(1)水平横杆对质量为M的小球的支持力.
(2)连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量.
(3)套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量.
正确答案
解:(1)对整体受力分析,由平衡条件可得,水平横杆对质量为M的小球的支持力
mg
(2)对质量为m小球受力分析,由平衡条件可得
2F1cos30°=mg
解得由胡克定律 F1=kx1
故 (3)对横杆上一个小球M受力分析,水平轻弹簧对小球M的作用力
由胡克定律:F2=kx2
解得轻弹簧的形变量 答:(1)水平横杆对质量为M的小球的支持力为
.
(2)连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为.
(3)套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量
解析
解:(1)对整体受力分析,由平衡条件可得,水平横杆对质量为M的小球的支持力
mg
(2)对质量为m小球受力分析,由平衡条件可得
2F1cos30°=mg
解得由胡克定律 F1=kx1
故 (3)对横杆上一个小球M受力分析,水平轻弹簧对小球M的作用力
由胡克定律:F2=kx2
解得轻弹簧的形变量 答:(1)水平横杆对质量为M的小球的支持力为
.
(2)连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为.
(3)套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量
一根劲度系数为400N、m的弹簧,原长10cm,下端挂一物体时,弹簧长15cm,再将物块放在动摩擦因数μ=0.2的水平面上,用该弹簧水平拉着物块匀速直线运动时,弹簧长度多少?
正确答案
解:下端挂一物体时,设物体质量为m,
则弹力:F=mg
弹簧形变量:x=15cm-10cm=5cm=0.05m
由胡克定律:F=kx得:mg=k×0.05 ①
匀速直线运动时:
弹力:F=f=μN=μmg
设弹簧长度为:L
由胡克定律:F=kx得:
F=k(L-0.1)
即:k(L-0.1)=μmg ②
由得:
解得:L=0.11m
答:弹簧长度为0.11m
解析
解:下端挂一物体时,设物体质量为m,
则弹力:F=mg
弹簧形变量:x=15cm-10cm=5cm=0.05m
由胡克定律:F=kx得:mg=k×0.05 ①
匀速直线运动时:
弹力:F=f=μN=μmg
设弹簧长度为:L
由胡克定律:F=kx得:
F=k(L-0.1)
即:k(L-0.1)=μmg ②
由得:
解得:L=0.11m
答:弹簧长度为0.11m
如图所示,弹簧AB原长为35cm,A端挂一个重50N的物体,手执B端,将物体置于倾角为30°的斜面上,当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长为40cm;当匀速上滑时,弹簧长为50cm,求物体与斜面间的动摩擦因数.
正确答案
解:物体匀速下滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为x1,据题得:x1=40cm-35cm=5cm=0.05m.
则弹力为 F=kx1
由平衡条件得:kx1+f=Gsin30°,N=Gcos30°
匀速上滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为x2,据题得:x2=50cm-35cm=15cm=0.15m.
.则弹力F=kx2
由平衡条件得:kx2=Gsin30°+f,N=Gcos30°
得:k==250 N/m
再由:f=μN=μGcos30°=Gsin30°-kx1
得:μ==0.289.
答:(1)弹簧的劲度系数250N/m
(2)物体与斜面的滑动摩擦系.数为0.289.
解析
解:物体匀速下滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为x1,据题得:x1=40cm-35cm=5cm=0.05m.
则弹力为 F=kx1
由平衡条件得:kx1+f=Gsin30°,N=Gcos30°
匀速上滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为x2,据题得:x2=50cm-35cm=15cm=0.15m.
.则弹力F=kx2
由平衡条件得:kx2=Gsin30°+f,N=Gcos30°
得:k==250 N/m
再由:f=μN=μGcos30°=Gsin30°-kx1
得:μ==0.289.
答:(1)弹簧的劲度系数250N/m
(2)物体与斜面的滑动摩擦系.数为0.289.
如图所示,A、B两弹簧的劲度系数均为k,两球重均为G,弹簧质量不计,下面的弹簧伸长多少,上面的弹簧伸长多少,两弹簧伸长长度之和为多少.
正确答案
解:B上的弹力大小为G,故B的伸长量为,而A上的弹力为2G,故A的伸长量为
总伸长量为
答:下面的弹簧伸长,上面的弹簧伸长
,两弹簧伸长长度之和为
.
解析
解:B上的弹力大小为G,故B的伸长量为,而A上的弹力为2G,故A的伸长量为
总伸长量为
答:下面的弹簧伸长,上面的弹簧伸长
,两弹簧伸长长度之和为
.
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,整个系统处于平衡状态(弹簧k2与地面不拴接,其它接触处均为栓接),现缓慢的向上提上面的木块m1,只到下面的弹簧刚好离开地面,求在这个过程中两木块移动的距离分别为多少?
正确答案
解:对m1与m2整体分析,在初始状态 (m1+m2)g=k2x2
故m2上升的距离为:;
初始状态的m1,根据胡克定律,有:k1x1=m1g,故;
末状态时的m2,根据胡克定律,有:,故
;
所以m1上升的距离为:h=x1+x1′+x2==(m1+m2)g(
)
;
答:这个过程中下方的木块上升的距离为;
上方的木块上升的距离为(m1+m2)g()
.
解析
解:对m1与m2整体分析,在初始状态 (m1+m2)g=k2x2
故m2上升的距离为:;
初始状态的m1,根据胡克定律,有:k1x1=m1g,故;
末状态时的m2,根据胡克定律,有:,故
;
所以m1上升的距离为:h=x1+x1′+x2==(m1+m2)g(
)
;
答:这个过程中下方的木块上升的距离为;
上方的木块上升的距离为(m1+m2)g()
.
如图所示,在光滑水平桌面的两端各固定一个等高的定滑轮,用轻绳经过定滑轮将弹簧秤分别与重力为8N和3N的两个物体A和B相连,物体A静止在地面上,物体B悬于半空,弹簧的劲度系数为10N/m,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,则( )
正确答案
解析
解:A、弹簧秤处于静止,所受的合力为零,故A错误.
B、对B分析,根据平衡知,弹簧的弹力F=GB=3N,故B正确.
C、根据胡克定律得,F=kx,解得弹簧的形变量x=,故C正确,D错误.
故选:BC.
一根原长10cm的弹簧下方挂4N的物体时,弹簧伸长了1cm,悬挂物体A时,弹簧长12cm,则物体A的重力为______N.
正确答案
8
解析
解:设弹簧的劲度系数k.
挂4N的物体时,F1=4N,x1=1cm=0.01m
悬挂物体A时,x2=12cm-10cm=0.02m
由胡克定律F=kx得
=
可得 F2=8N
因此物体A的重力为8N.
故答案为:8.
如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘,使弹簧再伸长△l后停止,然后松手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力等于( )
正确答案
解析
解:当盘静止时,由胡克定律得(m+m0)g=kl ①
设使弹簧再伸长△l时手的拉力大小为F
再由胡克定律得 F=k△l ②
由①②联立得 F=
刚松手瞬时弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小等于F,方向竖直向上.
设刚松手时,加速度大小为a,
根据牛顿第二定律得 a==
对物体研究:FN-mg=ma
解得 FN=(1+)mg
故选A
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由F=kx可知,弹簧弹力的大小与弹簧的伸长的长度成正比,故A错误;
B、劲度系数由弹簧本身的长度、粗细、材料等因数决定,与弹力和行变量无关,故B错误;
C、劲度系数由弹簧本身的长度、粗细、材料等因数决定,与弹力和行变量无关,故C正确;
D、由k=可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长或缩短单位长度时产生的弹力大小,故D错误;
故选C.
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