- 相互作用
- 共34453题
如图,在光滑水平面上固定一个小球A,用一根原长为L0由绝缘材料制成的轻弹簧把A球和另一个小球B连接起来.然后让两球带上等量的同种电荷Q,这时弹簧的伸长量为X1,如果设法使AB的电量各减少一半,这时弹簧的伸长量为X2,则( )
正确答案
解析
解:两个小球的电量均减小一半,根据库仑定律F=k知:若两个球之间的距离保持不变时,库仑力减小为原来的
;
由于库仑力减小,弹簧的弹力减小,弹簧的伸长量减小,两球间的距离减小,所以实际的情况是小球之间的库仑力会大于原来的.此时弹簧的伸长量x2>
.选项C正确.
故选:C.
一个弹簧挂30N的物体时,弹簧伸长1.2cm,若改挂100N的物体时,弹簧的总长为20cm,则弹簧的原长是______m.
正确答案
0.16
解析
解:一个弹簧挂30N的重物时,弹簧的弹力 F1=G1=30N,弹簧伸长 x1=1.2cm,根据胡克定律,有:F1=kx1…①
若改挂100N的重物时,弹簧的弹力 F2=G2=30N,弹簧伸长 x2=0.2-x0;根据胡克定律,有:F2=kx2…②
由①得:k==
=2500N/m;
由②得:x2==
=0.04m;
故弹簧的原长为:x0=0.2-x2=0.2m-0.04m=0.16m;
故答案为:0.16
一轻弹簧上端固定,当它下端挂40N的重物时,弹簧长12cm;若挂60N的重物时,弹簧长13cm,则此弹簧的原长为(形变在弹性限度范围内)( )
正确答案
解析
解:当它下端挂40N的重物时,弹簧长12cm;若挂60N的重物时,弹簧长13cm,由胡克定律F=kx得:
k==
=2000N/m
当它下端挂40N的重物时,弹簧长12cm,由胡克定律F=kx得
x==
=0.02m
所以原长为:L0=l-x=0.12m+0.02m=0.1m=10cm
故选:C
如图,用原长为8cm的橡皮筋跨过光滑的定滑轮把一根木棒悬挂起来,稳定后木棒处于水平状态,橡皮筋长度变为10cm,橡皮筋与水平棒的夹角为37°,橡皮筋的劲度系数k=2N/cm,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则木棒的质量是( )
正确答案
解析
解:橡皮筋的劲度系数k=2N/cm,伸长2cm,根据拉力为:T=kx=2×2=4N
对木棒受力分析,受两个拉力和重力,根据平衡条件,有:
2Tsin37°=mg
解得:m==
=0.48kg
故ABD错误,C正确.
故选:C
将原长为10cm的轻质弹簧竖直悬挂,当下端挂一个200g的钩码时,弹簧的长度为12cm,若再悬挂一个100g的钩码,此时弹簧的长度为( )
正确答案
解析
解:由题F1=mg=0.2×10N=2N,x0=10cm,x1=12-x0=12-10=2cm,
根据胡克定律F1=kx1得:k==
=100N/m
再悬挂一个100g的钩码,拉力:F2=3N,
由胡克定律得:x2==
m=3cm
所以弹簧的长度为:x=x2 +x0=3cm+10cm=13cm;故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示,完全相同的质量为m的A、B两球,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ.则弹簧的长度被压缩了( )
正确答案
解析
解:对球A受力分析,受重力mg、拉力T、弹簧的弹力F,如图
根据平衡条件,结合合成法,有
F=mgtan
根据胡克定律,有
F=kx
解得
x=
故选:C.
某光滑曲面由曲线y=f(x)绕竖直y轴旋转一周形成.一自然半径a、质量m、劲度系数k的弹性圆环置于该曲面之上,能水平静止于任意高度处,则曲线方程为______.
正确答案
解析
解:令圆环伸缩至半径x时,产生的张力为T=2πk(x-a)
对于圆环上对应的α角的小绳子质量为m′,两端T造成合力F=2Tsin,由数学关系知,
,故F=Tα
假设曲线在x处切线为为β
为使此段小绳平衡,须有m′gsinβ=Tαcosβ
得mgtanβ=Tα
由数学知识知:tanβ=-f‘(x),同时代入m′=
化得f'(x)=
检验可知式中x可为任意正值
然后直接积分,同时考虑到f(x)可以任意上下平移
f(x)=,x需大于0.
故答案为:
如图所示,平板车质量为M,长为L,ab=bc=cd=
L,车放在水平地面上,左端a点放有质量为m=
的物体,右端是一根压缩了
L的小弹簧,若上述物体间均无摩擦,则放手后弹簧恢复原长时,物体m处于小车的( )
正确答案
解析
解:m和M之间没有摩擦,当M运动时,m相对地面静止,因为弹簧的压缩量为,则弹簧恢复原长时,平板车向右移动
,可知物体m处于c位置.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
如图所示,两劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧A、B串接在一起后竖直悬挂起来,然后将一个重为G的钩码挂在B下端,待整个系统平衡时,B下端的挂钩P下降的高度为( )
正确答案
解析
解:上面弹簧受拉力等于两个物体的重力之和,有:G=k1x1;
下面弹簧受到的弹力等于下方物体的重力,有:G=k2x2;
故两弹簧的总形变量△x=x1+x2=
故选:C
如图,弹簧上压着质量为m的物体,若弹簧原长L0,弹簧的劲度系数为k,则此时弹簧度长为______.
正确答案
L0-
解析
解:物体受重力和弹簧的支持力,处于平衡状态,故N=mg;
根据胡克定律,有:F=kx,故弹簧额压缩量为:;
则此时弹簧度长为:L=L0-x=L0-;
故答案为:L0-.
如图所示,天花板上悬挂着一个轻弹簧,弹簧下端系一质量为m的小球.小球处于静止状态时(弹簧的形变在弹性限度内),轻弹簧的伸长量为x,则弹簧的劲度系数等于(重力加速度为g)( )
正确答案
解析
解:弹簧伸长x,根据胡克定律
F=kx
物体保持静止,故物体对弹簧的拉力等于物体的重力
F=G
因而
k=;
故选B.
如图1所示,为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.
实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,如下表:(g=9.8m/s2)
(1)请根据实验数据,在如图2所示的坐标纸上画出l-m的关系图线.
(2)并根据图象写出实验结论:______.
(3)根据图象可知,弹簧的劲度系数约为______N/m(结果保留两位有效数字).
正确答案
解:(1)如图所示;
(2)砝码的重力等于拉力,为mg,由图象得到弹簧的长度与砝码的质量成正比,故:弹力越大,弹簧的长度越长.或弹簧的长度与所受的弹力成一次函数关系.或弹簧的伸长与所受的弹力成正比.
(3)根据胡克定律,有:
F=k•△x=k劲•(x-x0)=mg
故:x=
故图线的斜率k斜=,故
,故k劲=0.30;
故答案为:(1)图略;(2)弹力越大,弹簧的长度越长.或弹簧的长度与所受的弹力成一次函数关系.或弹簧的伸长与所受的弹力成正比;(3)0.30.
解析
解:(1)如图所示;
(2)砝码的重力等于拉力,为mg,由图象得到弹簧的长度与砝码的质量成正比,故:弹力越大,弹簧的长度越长.或弹簧的长度与所受的弹力成一次函数关系.或弹簧的伸长与所受的弹力成正比.
(3)根据胡克定律,有:
F=k•△x=k劲•(x-x0)=mg
故:x=
故图线的斜率k斜=,故
,故k劲=0.30;
故答案为:(1)图略;(2)弹力越大,弹簧的长度越长.或弹簧的长度与所受的弹力成一次函数关系.或弹簧的伸长与所受的弹力成正比;(3)0.30.
一根弹簧,下端不挂重物时长12cm,挂上0.6N的物体且静止时弹簧长15cm,则当弹簧下端挂1N的重物时,弹簧的长度是( )
正确答案
解析
解:挂上0.6N的物体后,弹簧伸长3cm,故弹簧劲度系数为:
k==
则当弹簧下端挂1N的重物时,弹簧伸长量为:
x′==0.05m=5cm,所以弹簧总长为17cm.
故选:B
已知某弹簧的劲度系数为7.5N/cm,则当弹簧从伸长量8cm变为伸长量4cm的过程中弹力所做的功是______,及弹性势能的变化量是______.
正确答案
1.8J
-1.8J
解析
解:作F-x图,如图所示:
阴影部分面积为所求弹力所做的功,由于弹力方向与长度变化方向相同,弹力做正功为:
w==1.8J;
根据功能关系,弹性势能减少量等于弹簧弹力做的功,故弹性势能的变化量为-1.8J;
故答案为:1.8J,-1.8J
在一根弹簧的两端,各有9N的外力沿相反方向向外拉伸,弹簧伸长了6cm,在弹性限度内,要使它再伸长4cm,弹簧两端的外力应为______,它的劲度系数为______.
正确答案
15N
150N/m
解析
解:设弹簧的劲度系数为k.
由题,当弹簧的两端各用9N的外力向外拉伸时,由F1=kx1得:k==150N/m
要使它再伸长4cm,弹簧两端的外力F为:F=150×(0.06+0.04)N=15N
故答案为:15N;150N/m.
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