- 相互作用
- 共34453题
如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小的关系,求:
(1)弹簧的原长.
(2)弹簧的劲度系数.
正确答案
解:由胡克定律当x=0,弹簧处于原长L0=10cm
由图当弹簧伸长或压缩5cm时,F=10N
∴k=.
答:(1)弹簧的原长为10cm.(2)弹簧的劲度系数为200N/m.
解析
解:由胡克定律当x=0,弹簧处于原长L0=10cm
由图当弹簧伸长或压缩5cm时,F=10N
∴k=.
答:(1)弹簧的原长为10cm.(2)弹簧的劲度系数为200N/m.
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)( )
正确答案
解析
解:根据F=kx得,劲度系数k=.
当用8N的力水平向左压弹簧右端时,弹簧弹力为8N,根据胡克定律,压缩量为:
x′=.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
如图所示,物体A和B的质量均为m,它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将A向上提升到距离L1时,B刚好要离开地面,此过程手做功为W1;若将A加速向上提起,A上升的距离为L2时,B刚好要离开地面,此过程手做功W2.假设弹簧一直处于弹性限度内,则( )
正确答案
解析
解:A、要使B刚要离开地面,则弹簧处于伸长状态,弹力应等于B的重力,即kx=mg
故伸长量x=,
开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态,弹簧处于压缩状态,弹力应等于A的重力,即kx′=mg
压缩量x′=故两次物体上升的高度均为
;故A错误.
B、由A分析知,B正确;
C、当缓慢上提时,A物体的动能不变,加速提升时A物体获得动能,由能量守恒知W2>W1,故C错误.
D、由C分析知,D正确.
故选:BD
用5N的力可以使一轻弹簧伸长4mm,现在用15N的力来拉它,这时弹簧的伸长量应是( )
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15N的力拉时,有:F2=kx2;
两式相比得:=
解得:x2=x1=
mm=12mm;
故选:C.
一根轻弹簧,其弹力F的大小与长度x的关系如图中的线段a和b所示,求:
(1)弹簧原长为多少?
(2)弹簧的劲度系数为多大?
(3)弹簧长度为6cm时,弹力大小为多少?
正确答案
解:(1)当F=0时,弹簧处于原长,由图知,弹簧的原长为 L0=12cm=0.12m;
(2)由图知,当弹簧伸长或压缩4cm时,F=100N
由胡克定律F=kx得:k==
=2500N/m
(3)弹簧长度为6cm时压缩量为 x′=12cm-6cm=6cm=0.06m
故此时弹力为 F′=k x′=2500×0.06N=150N
答:
(1)弹簧原长为0.12m.
(2)弹簧的劲度系数为2500N/m.
(3)弹簧长度为6cm时,弹力大小为150N.
解析
解:(1)当F=0时,弹簧处于原长,由图知,弹簧的原长为 L0=12cm=0.12m;
(2)由图知,当弹簧伸长或压缩4cm时,F=100N
由胡克定律F=kx得:k==
=2500N/m
(3)弹簧长度为6cm时压缩量为 x′=12cm-6cm=6cm=0.06m
故此时弹力为 F′=k x′=2500×0.06N=150N
答:
(1)弹簧原长为0.12m.
(2)弹簧的劲度系数为2500N/m.
(3)弹簧长度为6cm时,弹力大小为150N.
如图所示,质量均为m的A、B两物体,用劲度系数为k的轻质弹簧相连,A被手用外力F提在空中静止,B离地面高度为h.放手后,A、B下落,且B与地面碰撞后不反弹,则当弹簧的弹力为mg时,物体A下落的距离是多少?
正确答案
解:两物体用手提着时,B处于平衡状态,故弹力大小为:mg,由胡克定律:F=kx得:
弹簧伸长x1=
当落地后,弹力为mg时,弹簧又被压缩x2=,
故A共下落的距离:x=x1+x2+h=h+
答:物体A下落的距离是h+.
解析
解:两物体用手提着时,B处于平衡状态,故弹力大小为:mg,由胡克定律:F=kx得:
弹簧伸长x1=
当落地后,弹力为mg时,弹簧又被压缩x2=,
故A共下落的距离:x=x1+x2+h=h+
答:物体A下落的距离是h+.
如图所示,a、b两弹簧串联在一起,其自然长度分别为10cm和15cm,劲度系数分别为100N/m和 200N/m.今在b的一端施加一个大小为10N的水平拉力F,则两弹簧的总长度为______cm.
正确答案
40
解析
解:由胡克定律得:a、b两弹簧的伸长量分别为:
xa==
m=0.1m=10cm,
xb==
m=0.05m=5cm,
故两弹簧的总长度为:L=La+Lb+xa+xb=10cm+15cm+10cm+5cm=40cm
故答案为:40
(2015秋•合肥校级月考)一弹簧受到100N的拉力时,它的长度是11cm;当它受的拉力再增大50N,达到150N时,弹簧长度是13cm,则弹簧的劲度系数是______,弹簧的原长是______,如用两手握住它的两端,分别用100N的力向两边拉,则这弹簧伸长______.
正确答案
2500N/m
0.07m
0.04m
解析
解:设弹簧的劲度系数为k,弹簧的原长为L,由胡克定律F=kx得:
100=k(0.11-L)…①
150=k(0.13-L)…②
联立①②代入数据解之得:k=2500N/m;L=0.07m
如用两手握住它的两端,分别用100N的力向两边拉时,弹簧的弹力为:F=100N
则这弹簧伸长量为:x==
=0.04m
故答案为:2 500 N/m;0.07 m;0.04 m.
某实验小组设计一个实验,寻找与弹簧的弹力有关的因素,实验数据作得如图,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系.根据图象判断,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、6cm为原长,4cm时弹力为2N,根据F=kx,得,故A错误;
B、由图可知,弹簧的弹力大小为2N的时候,弹簧长度为4cm或8cm,形变量都是2cm,故B正确;
C、由图可知,弹簧弹力的大小与弹簧的长度的改变量成正比,故C错误;
D、由图可知,弹簧长度为0.04m和0.08m时,弹力的大小均为2N,故D错误;
故选B.
两个轻弹簧分别与质量为m的物体相连接,劲度系数分别为k1和k2,装置呈竖直状态静止在水平地面上,如图所示.劲度系数为k2的弹簧与地面不栓接.现用竖直向上的拉力F拉劲度系数为k1的弹簧上端A点,使A点缓慢上升,当下边弹簧的下端即将离开地面时( )
正确答案
解析
解:A、开始下边弹簧处于压缩状态,弹簧的弹力F2=mg=k2x2,则下面弹簧的压缩量,当下边弹簧离开地面时,上面弹簧处于伸长状态,伸长量
,则A点比以前上升的距离
,物体比施加F前上升了
,故A正确,B错误.
C、A点缓慢上升,拉力F=mg,故C、D错误.
故选:A.
如图所示,水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,重力加速度为g.现对A施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长l0和推力F的大小分别为( )
正确答案
解析
解:以B为研究对象,沿斜面方向上,B球重力沿斜面方向的分力等于弹簧的弹力,则得:
kx=mgsin30°
又 x=l-l0
解得:l0 =l+
以整体为研究对象,受力分析,系统处于平衡状态,沿斜面方向有:Fcos30°=2mgsin30°
解得:F=mg
故选:B.
用原长为15cm的弹簧竖直吊起重100N的物体,如图所示,稳定后弹簧长为23cm,试求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)若用此弹簧在水平桌面上水平拉这个物体并做匀速直线运动,这时弹簧的长为17cm,求桌面和物体间的摩擦因数μ.
正确答案
解:(1)弹簧原长l0=15cm,在外力F=mg=100N作用下的长度为l=23cm.
由胡克定律F=k△x得:
代入数值解得:k=1.25×103N/m
(2)水平拉物体做匀速运动,物体受力平衡:F摩=F弹
而F弹=k△x‘=k(l1-l0)=25N
由滑动摩擦力关系F摩=μN
其中N=mg=100N
有:
代入数值得:μ=0.25
答:(1)弹簧的劲度系数1.25×103N/m
(2)桌面和物体间的摩擦因数0.25.
解析
解:(1)弹簧原长l0=15cm,在外力F=mg=100N作用下的长度为l=23cm.
由胡克定律F=k△x得:
代入数值解得:k=1.25×103N/m
(2)水平拉物体做匀速运动,物体受力平衡:F摩=F弹
而F弹=k△x‘=k(l1-l0)=25N
由滑动摩擦力关系F摩=μN
其中N=mg=100N
有:
代入数值得:μ=0.25
答:(1)弹簧的劲度系数1.25×103N/m
(2)桌面和物体间的摩擦因数0.25.
射箭是2010年广州亚运会比赛项目之一,如图甲为我国著名选手张娟娟的射箭场景.已知弓的顶部跨度为l,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l.发射时弦和箭可等效为图乙的情景,假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹住类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去.已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为l(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)( )
正确答案
解析
解:设放箭处弦的弹力分别为F1、F2,合力为F,则F1=F2=k(l-l)=
kl,F=2F1•cosθ,
由几何关系得sinθ==
,所以cosθ=
,所以,
箭被发射瞬间所受的最大弹力F=kl,
故选:B.
一根轻质弹簧上端固定,下端悬挂在质量为0.1kg的小球时,弹簧的伸长量为4cm;当弹簧下端悬挂质量为0.2kg的小球时,弹簧的伸长量为______cm,当弹簧的伸长量为14cm时,弹簧下端悬挂小球的质量为______kg.(弹簧始终未超出弹性限度)
正确答案
8
0.35
解析
解:当弹簧下端挂的重物时,弹簧的拉力等于重物的重力,当下端悬挂在质量为0.1kg的小球时,弹簧的伸长量为4cm,据胡克定律得:K=
弹簧下端悬挂质量为0.2kg的小球时,弹簧的伸长量据胡克定律得:x2==0.08m=8cm
当弹簧的伸长量为14cm时,弹簧下端悬挂小球的质量,据胡克定律得:mg=0.14k,代入数据解得:m=0.35Kg
故答案为:8cm;0.35.
如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系,由图可知弹簧的劲度系数为______N/m.
正确答案
200
解析
解:据图可知,当F=0时,弹簧长度为原长,由图得,原长为10cm
有胡克定律F=kx得:k==
=200N/m
故答案为:200.
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