- 相互作用
- 共34453题
如图所示,质量为m的物体A压在置于水平面上的劲度系数为k1的竖直轻弹簧B上.用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接.当弹簧C处在水平位置且未发生形变时,其右端点位于a位置.将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时,弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力.求:
(1)当弹簧C处在水平位置且未发生形变时,弹簧B的形变大小.
(2)该过程中物体A上升的高度为多少?ab间的距离为多大.
正确答案
解:(1)当弹簧C未发生形变时弹簧B处于压缩状态,设压缩量为x0,根据平衡条件和胡克定律有:k1x0=mg,
解得:x0=
(2)当弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时,因弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力,说明弹簧B处于伸长状态,且伸长量为:x1=x0=
所以物体A上升的高度为:h=2x0=
绳中张力为:FT=2mg
弹簧C的伸长量为:x2==
ab间的距离为为:xab=h+x2=2mg(+
)
答:(1)当弹簧C处在水平位置且未发生形变时,弹簧B的形变大小.
(2)该过程中物体A上升的高度为,ab间的距离为2mg(
+
)
解析
解:(1)当弹簧C未发生形变时弹簧B处于压缩状态,设压缩量为x0,根据平衡条件和胡克定律有:k1x0=mg,
解得:x0=
(2)当弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时,因弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力,说明弹簧B处于伸长状态,且伸长量为:x1=x0=
所以物体A上升的高度为:h=2x0=
绳中张力为:FT=2mg
弹簧C的伸长量为:x2==
ab间的距离为为:xab=h+x2=2mg(+
)
答:(1)当弹簧C处在水平位置且未发生形变时,弹簧B的形变大小.
(2)该过程中物体A上升的高度为,ab间的距离为2mg(
+
)
由实验测得弹簧的弹力F与弹簧的长度l关系如图所示,试求:
(1)弹簧的长度为多少?
(2)劲度系数为多少?
正确答案
解:(1)由图可知,当弹力为零时,弹簧原长为4cm
(2)F=kx
F=k(l-l0)
k==0.5N/cm=50N/m
故弹簧的劲度系数为50N/m.
解析
解:(1)由图可知,当弹力为零时,弹簧原长为4cm
(2)F=kx
F=k(l-l0)
k==0.5N/cm=50N/m
故弹簧的劲度系数为50N/m.
在水平面上放一个质量为m2的物体B,物体A的质量为m1,AB间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,处于静止状态,现对物体A施加一竖直向上的拉力,使A以加速度a向上做匀加速直线运动,问A至少运动多长时间才能将B拉离地面?
正确答案
解:没有加F之前,A物体所受重力和弹力恰好平衡,
t=0时刻,由牛顿第二定律得:F=m1a,
由初始状态下弹簧处于压缩状态,压缩量x1满足kx1=m1g,
最末状态弹簧处于拉伸状态,伸长量x2满足kx2=m2g,
整个过程A上升高度为h=x1+x2
因为A做匀加速直线运动,由h=at2,代入数据得t=
;
答:A至少运动才能将B拉离地面.
解析
解:没有加F之前,A物体所受重力和弹力恰好平衡,
t=0时刻,由牛顿第二定律得:F=m1a,
由初始状态下弹簧处于压缩状态,压缩量x1满足kx1=m1g,
最末状态弹簧处于拉伸状态,伸长量x2满足kx2=m2g,
整个过程A上升高度为h=x1+x2
因为A做匀加速直线运动,由h=at2,代入数据得t=
;
答:A至少运动才能将B拉离地面.
弹簧发生弹性形变时产生弹力,弹簧弹力的大小与______有关.一根弹簧用5N的拉力,长度为12cm,用10N的拉力,长度变成14cm,弹簧的劲度系数为______.
正确答案
型变量
250N/m
解析
解:在弹性限度范围内,弹簧的弹力的大小与形变量有关
据胡克定律得:k==
=250N/m
故答案为:型变量,250N/m
竖直悬挂的轻质弹簧原长10cm,如果在它的下端挂4N重物时弹簧长度变为12cm,那么该弹簧的劲度系数k是______N/m.如果把重物减少1N,那么弹簧的长度应为______cm.
正确答案
200
11.5
解析
解:当弹簧下端挂4.0N的重物时,弹簧的拉力F1=4N,弹簧伸长的长度x1=0.02m,
根据胡克定律F=kx,得弹簧的劲度系数k==
=200N/m
当弹簧下端挂3.0N的重物时,弹簧的拉力F2=3N,则弹簧伸长的长度为
x2==
=1.5cm
所以弹簧的长度为:l=l0+x2=10cm+1.5cm=11.5cm
故答案为:200;11.5.
如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小的关系,试由图线确定( )
正确答案
解析
解:
A、B、由图读出,弹簧的弹力f=0时,弹簧的长度为L0=10cm,即弹簧的原长为L0=10cm=0.1m.故A正确,B错误.
C、D、由图读出弹力为f1=10N,弹簧的长度为L1=5cm,此时弹簧压缩的长度 x1=L0-L1=5cm=0.05m,由胡克定律F=kx得:
弹簧的劲度系数为 k==
N/m=200N/m,故C错误,D正确.
故选:AD.
如图所示,两个重量均为10N的相同木块a、b和两根劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻细线连接,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到b木块刚好离开水平地面为止.该过程中,p弹簧的左端向左移动的距离是( )(不计摩擦,弹簧q的上端始终在滑轮下方)
正确答案
解析
解:开始p弹簧处于原长,可知q弹簧也处于原长,
当木块b刚要离开水平面时,根据共点力平衡和胡克定律得,弹簧q的伸长量为:
,
弹簧p的伸长量为:
,
则p弹簧左端向左移动的距离为:
x=x1+x2=0.02+0.02m=0.04m=4cm.
故选:B.
如图,两根弹簧的劲度系数都为400N/m,悬挂重物的质量分别为m1=2kg和m1=4kg.若不计弹簧质量,取g=10N/kg,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别是多少?
正确答案
解:以m2为研究对象,m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,则有:
F2=kS2;
由共点力的平衡条件可知,kS2=m2g;
解得:S2==
m=0.1m;
同理对整体有:
kS1=(m1+m2)g
解得:S1=m=0.15m;
答:平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别是0.15m和0.1m.
解析
解:以m2为研究对象,m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,则有:
F2=kS2;
由共点力的平衡条件可知,kS2=m2g;
解得:S2==
m=0.1m;
同理对整体有:
kS1=(m1+m2)g
解得:S1=m=0.15m;
答:平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别是0.15m和0.1m.
如图所示,四根相同的轻弹簧连接着相同的物体,在外力作用下做不同的运动(不计摩擦和空气阻力).设四根轻弹簧的伸长量分别为△l甲、△l乙、△l丙、△l丁,下列关系正确的是( )
正确答案
解析
解:
(1)根据牛顿第二定律和胡克定律得:k△l甲=ma=mg,得△l甲=
(2)由平衡条件和胡克定律得:k△l乙=mgsinθ,得△l乙=sin30°=0.5
(3)由平衡条件和胡克定律得:k△l丙=mg,得△l丙=
(4)根据牛顿第二定律和胡克定律得:k△l丁-mg=mg,得△l丁=2
所以△l甲>△l乙,△l丙<△l丁,△l甲<△l丁,△l乙<△l丙<△l丁
故选:ABC.
如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=6×102N/m,悬挂的重物的质量分别为m1=3kg和m2=6kg.若不计弹簧质量,取g=10m/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为( )
正确答案
解析
解:m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,其拉力为:F2=kS2;
由共点力的平衡条件可得:kS2=m2g;
解得:S2==
m=0.1m=10cm;
同理对整体有:kS1=(m1+m2)g
解得:S1=m=0.15=15cm;
故选:C.
一根劲度系数为200N/m 的弹簧,在受到10N 的压力作用时,弹簧的长度为15cm,当不受外力作用时,弹簧的长度为( )
正确答案
解析
解:弹簧受10N的压力后,弹簧压缩量△x==
m=0.05m=5cm
故弹簧的原长:L=L′+△x=15cm+5cm=20cm,即不受外力作用时,弹簧的长度为20cm.
故选:A.
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( )
正确答案
解析
解:A、B、根据胡克定律F=kx得
弹簧的劲度系数k=═
=200N/m.故A正确,B错误.
C、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C错误
D、弹簧的读数为一端的拉力,D正确
故选:AD.
如图所示,A、B两物体质量分别是mA和mB,用劲度系数为k的弹簧相连,A、B处于静止状态.现对A施竖直向上的力F缓缓提起A,使B对地面恰好无压力,在此过程中,A上升多少( )
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=mAg…①
物体B恰好离开地面时,弹簧对B的拉力为mBg,
设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律有kx2=mBg…②
这一过程中,物体A上移的距离 d=x1+x2…③
①②③式联立可解得d=
答:物体A上移的距离为:.
如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为______.
正确答案
l-
解析
解:对边缘小球受力分析,受重力、支持力、另外两个带电小球的排斥力,根据共点力平衡条件,有:
根据胡克定律,有:F=k△x
解得:△x=
故弹簧的原长为:l0=l-△x=l-
故答案为:l-.
一弹簧的两端各用20N的外力向外拉伸,弹簧伸长了8cm.现将其中一端固定于墙上,另一端用10N的外力来拉伸它,则弹簧的伸长量应为( )
正确答案
解析
解:设弹簧的劲度系数为k.
由题,当弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸时,由F1=kx1得,
当用10N的外力来拉伸弹簧时,其伸长量为 .
故选:B
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