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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧B上,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处于水平位置且右端位于a点时,弹簧C刚好没有发生变形,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刚好没有变形,已知当地重力加速度为g,求:

(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量;

(2)a、b两点间的距离.

正确答案

解:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧C的弹力为零,

对物体A,根据平衡有:mg=k1x1

解得弹簧B的形变量

(2)将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有变形,

可知弹簧C的弹力等于物体A的重力,有:mg=k2x2

解得

可知a、b的距离x=x1+x2=

答:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量为

(2)a、b两点间的距离为

解析

解:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧C的弹力为零,

对物体A,根据平衡有:mg=k1x1

解得弹簧B的形变量

(2)将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有变形,

可知弹簧C的弹力等于物体A的重力,有:mg=k2x2

解得

可知a、b的距离x=x1+x2=

答:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量为

(2)a、b两点间的距离为

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,弹簧劲度系数为k,左端固定在墙壁上,右端连接物体m,已知m与地面 间的动摩擦因数为µ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),m能静止在AB位置间的任一 位置,则AB位置间的距离是(  )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解:当弹簧向左压缩x时,物体恰好能静止,此时kx,x=;当弹簧向右拉伸x′时恰好能够静止,此时x,故则AB位置间的距离是x+x′=2

故选:B

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题型:简答题
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简答题

A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知木块A、B质量分别为0.42kg和0.40kg,弹簧的劲度系数k=100N/m,若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使A由静止开始以0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10m/s2

求:使木块A竖直做匀加速运动的过程中,力F的最大值.

正确答案

解:当F=0(即不加竖直向上F力时),设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x,有:

kx=(mA+mB)g

x=…①

对A施加F力,分析A、B受力如图

对A:F+N-mAg=mAa…②

对B:kx′-N-mBg=mBa′…③

可知,当N≠0时,AB有共同加速度a=a′,由②式知欲使A匀加速运动,随N减小F增大.当N=0时,F取得了最大值Fm,

即:Fm=mA(g+a)=4.41N

答;力F的最大值为4.41N

解析

解:当F=0(即不加竖直向上F力时),设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x,有:

kx=(mA+mB)g

x=…①

对A施加F力,分析A、B受力如图

对A:F+N-mAg=mAa…②

对B:kx′-N-mBg=mBa′…③

可知,当N≠0时,AB有共同加速度a=a′,由②式知欲使A匀加速运动,随N减小F增大.当N=0时,F取得了最大值Fm,

即:Fm=mA(g+a)=4.41N

答;力F的最大值为4.41N

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题型: 多选题
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多选题

如图甲,倾角为37°的斜面是由一种特殊材料制作而成,其总长度为,底端固定一劲度系数为k、原长为l的轻弹簧,弹簧另一端与质量为m的物体相连接,物体与斜面间的动摩擦因数μ随距底端O点的距离x变化关系如图乙所示,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin37°=0.6,cos37°=0.8).下列说法正确的是(  )

A不论k为何值,物体都不能静止在斜面中点

B若k=,物体只能静止在斜面中点以下某处

C若k=,物体只能静止在斜面中点以上某处

D若k=,物体能在斜面中点O上、下都能找到处于静止的位置

正确答案

A,B

解析

解:重力在斜面方向的分力:mgsin37°=0.6mg

由图得在O点时μ=,则μmgcos37°=0.4mg<0.6mg,物体将下滑,在O以下某区域静止,且与k值无关,故AB正确,CD错误;

故选:AB

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题型:简答题
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简答题

已知物块质量为m,轻质弹簧甲、乙的劲度系数分别为k1、k2,现用手拉弹簧甲的上端A,使它缓慢上移,当弹簧乙中弹力为原来的时,甲上端移动的距离为多少?

正确答案

解:开始时弹簧乙处于压缩状态,压缩量为:

x1=

当弹簧乙中弹力为原来的时,根据胡克定律,其行变量为:

x1′=

讨论:

①如果弹簧乙是压缩,根据平衡条件,弹簧甲的弹力为:F=mg-=

故乙的伸长量为:

x2=

故甲上端移动的距离为:

x=x1-x1′+x2=

②如果弹簧乙是伸长,根据平衡条件,弹簧甲的弹力为:F=mg+=

故伸长量为:

 x2=

故甲上端移动的距离为:

x=x1+x1′+x2=

答:甲上端移动的距离为或者).

解析

解:开始时弹簧乙处于压缩状态,压缩量为:

x1=

当弹簧乙中弹力为原来的时,根据胡克定律,其行变量为:

x1′=

讨论:

①如果弹簧乙是压缩,根据平衡条件,弹簧甲的弹力为:F=mg-=

故乙的伸长量为:

x2=

故甲上端移动的距离为:

x=x1-x1′+x2=

②如果弹簧乙是伸长,根据平衡条件,弹簧甲的弹力为:F=mg+=

故伸长量为:

 x2=

故甲上端移动的距离为:

x=x1+x1′+x2=

答:甲上端移动的距离为或者).

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题型: 单选题
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单选题

在光滑水平桌面上放一刻度模糊的弹簧测力计,某位同学用200N的水平力拉弹簧,测得弹簧伸长4cm,则弹簧的劲度系数k为(  )

Ak=5.0×103N/m

Bk=50N/cm

Ck=1.0×104N/m

Dk=100N/cm

正确答案

A

解析

解:据题:弹簧的弹力F=200N时,伸长的长度 x=4cm=0.04m,由胡克定律F=kx得:

k==N/m=5.0×103N/m

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

一弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸,弹簧伸长了6cm.现将其中一端固定于墙上,另一端用5N的外力来拉伸它,则弹簧的伸长量应为(  )

A6cm

B3cm

C1.5cm

D0.75cm

正确答案

B

解析

解:根据胡克定律得,弹簧的劲度系数为:

k=

当拉力为5N时,则故弹簧的伸长量为:

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

一根轻质弹簧,当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上、上端压一重为G的物体时,其长度为L2.两种状态下弹簧均未超过弹性限度,则该轻质弹簧的劲度系数是(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:解:设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,则根据胡克定律得

G=k(L1-L0) ①

G=k(L0-L2) ②

联立①②得 k=

故选D.

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题型: 单选题
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单选题

轻质弹簧原长10cm,在它下面挂一个所受重力为4N的物体处于静止时,弹簧长12cm,则错误的是(  )

A该弹簧的劲度系数k=200N/m

B物体受到的合力大小为4N

C弹簧受到的拉力大小为4N

D物体受到的弹力大小为4N

正确答案

B

解析

解:A、根据弹力与形变量之间的关系为:F=kx=k(l-l0),

故有:k=,故A正确.

B、物体受到重力和弹力作用,合力为零,故B错误.

C、根据牛顿第三定律可得,弹簧受到的拉力大小为4N,故C正确.

D、根据物体平衡条件,物体受到的弹力大小为4N,故D正确.

本题选错误的,故选:B

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,物体A和B的重力分别为8N和3N,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,弹簧的劲度系数K=100N/m,在弹性范围内,弹簧的伸长量为(  )

A8cm

B3cm

C5cm

D11cm

正确答案

B

解析

解:物体B处于静止状态,所以B受力是平衡的,即:B端的力大小为3N;

又因为弹簧秤处于静止状态,所以弹簧秤受力是平衡的,所以弹簧秤的示数为3N;

据胡克定律可知:弹簧的伸长量△x==,故ACD错误,B正确.

故选:B.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,轻弹簧的两端各受10N拉力F作用,弹簧平衡时伸长了5cm(在弹性限度内);那么下列说法中正确的是(  )

A该弹簧的劲度系数k=200N/m

B该弹簧的劲度系数k=400N/m

C弹簧所受的合力为0

D根据公式k=,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大

正确答案

A,C

解析

解:A、B、根据胡克定律F=kx得

弹簧的劲度系数k=N/m.故A正确,B错误;

C、轻弹簧的两端各受10N拉力F的作用,所以弹簧所受的合力为零,故C正确.

D、弹簧的伸长与受的拉力成正比,弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关,与弹簧本身有关.故D错误.

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一半径为R的刚性光滑球体静止放置,质量为M的圆环状均匀弹性绳水平套在球体上,已知绳环原长时的半径为a=,套在球体上时绳环的半径变为b=a,假设弹性绳满足胡克定律,求此弹性绳的劲度系数k.

正确答案

解:在弹性绳上取一小段微元△m,该微元所对应的圆心角为△θ,微元△m的长度为b△θ,则

微元两端受到弹性绳的合力为

x=2π(b-a),a=,b=,根据几何关系知,支持力与水平方向的夹角为45°,

根据共点力平衡有:g,

解得弹性绳的弹力F=

根据胡克定律得,F=kx=k•2π(b-a),解得k=

答:弹性绳的劲度系数为

解析

解:在弹性绳上取一小段微元△m,该微元所对应的圆心角为△θ,微元△m的长度为b△θ,则

微元两端受到弹性绳的合力为

x=2π(b-a),a=,b=,根据几何关系知,支持力与水平方向的夹角为45°,

根据共点力平衡有:g,

解得弹性绳的弹力F=

根据胡克定律得,F=kx=k•2π(b-a),解得k=

答:弹性绳的劲度系数为

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,a、b两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为ka=1×103N/m,kb=2×103N/m,原长分别为la=6cm,lb=4cm在下端挂两物体,它们的重量皆为10N,体系始终平衡,以下四种说法正确的是(  )

A如图悬挂时,弹簧a下端受的拉力为20N,b下端受的拉力也为20N

B如图悬挂时,弹簧a的长度为8cm,b的长度变为5cm

C若将其中一个重物拴在a、b之间,则b的长度减小

D若将其中一个重物拴在a、b之间,则a的长度不变

正确答案

A,B,C,D

解析

解:A、两个物体保持静止,对b弹簧,受到的拉力等于两个物体的重力,为20N;

对两个物体和弹簧b整体,受重力和弹簧a的拉力,根据平衡条件,故弹簧a对b的拉力为20N,根据牛顿第三定律,弹簧b对a的拉力也为20N;故A正确;

B、a弹簧的弹力为20N,根据胡克定律,有:

=0.02m=2cm

b弹簧的弹力为20N,根据胡克定律,有:

=0.01m=1cm

故B正确;

C、D、若将其中一个重物拴在a、b之间,a弹簧受到的弹力不变,b弹簧的弹力减小,根据胡克定律,a的长度不变,b的长度减小,故C正确,D正确;

故选:ABCD.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一根轻质弹簧,放在光滑的水平面上,左端固定在竖直墙壁上,当用8N的力水平向右拉弹簧右端时,弹簧的伸长量为4cm;当用8N的力水平向左压弹簧右端时,弹簧的压缩量为(设上述两种情况中弹簧的形变均为弹性形变)______cm,弹力的方向为______

正确答案

4

水平向右

解析

解:弹簧的劲度系数k=

则用8N力压弹簧时,弹簧弹力为8N,则弹簧的压缩量,弹力的方向水平向右.

故答案为:4,水平向右.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管的底部固定一轻弹簧(图中弹簧没画出).在距离底部为H的管口A处,有一质量为m的小球自静止释放,小球下落至距离底部为h的B处速度恰为零.现让一个质量为3m的另一小球仍在A处自静止释放,已知弹簧劲度系数为k,重力加速度为g.若两球与弹簧作用过程均无机械能损失,则该小球(  )

A在与弹簧接触后的下落过程中速度一直减小

B在与弹簧接触后的下落过程中加速度大小逐渐变小

C运动到B处的速度大小为2

D速度最大处与底部距离为

正确答案

C

解析

解:A、B从A到接触弹簧的过程是自由落体;从接触弹簧到B过程中,根据胡克定律,弹簧弹力逐渐增大,根据牛顿第二定律得,a=加速度减小,方向向下,小球做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,即重力和弹簧弹力相等时,速度最大;之后小球继续向下运动,弹力大于重力,做减速运动 所以A、B错误;

C、由于A到B处过程中,由动能定理可得:0-0=mg(H-h)-E

当质量为3m的小球小落时,由动能定理可得:-0=mg(H-h)-E

联立解得  v=2,故C正确;

D、小球的最大速度在重力与受到的弹力相等.即mg=k△x.当小球质量为3mg时,3mg=k△x′,故D错误;

故选:C.

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