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新课预习衔接 重力与弹力
一.选择题(共5小题)
1.(2024 鹿城区校级模拟)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上。下列关于重力和重心的说法中正确的是( )
A.只有静止的物体才受到重力作用
B.这件艺术品的重力大小总是恒定的
C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
D.质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上
2.(2024春 宁波期末)如图所示,小球密度小于烧杯中水的密度,球固定在弹簧上,弹簧下端固定在杯底.当装置静止时,弹簧伸长Δx,当整个装置在自由下落的过程中弹簧的伸长将( )
A.仍为Δx B.大于Δx C.小于Δx D.等于零
3.(2024 聊城二模)如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为12cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5cm。已知轻弹簧的自然长度为9cm,矿泉水的重力为6N,则弹簧的劲度系数为( )
A.390N/m B.130N/m C.3.90N/m D.1.30N/m
4.(2024春 开福区校级期末)2022年6月,我国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”正式下水。“福建舰”下水之后,将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是( )
A.“福建舰”受到的重力方向一定指向地心
B.“福建舰”在码头补给充足后,它的惯性将变大
C.“福建舰”大角度转弯时,舰上各点的速度相同
D.研究战斗机在航母上的起落时,可以将“福建舰”看成质点
5.(2024 天心区校级模拟)如图一只小鸟落在了树枝上,树枝发生了弯曲,小鸟处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.树枝发生了弯曲,是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B.树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
C.树枝对小鸟作用力的方向斜向上偏右
D.小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
二.多选题(共5小题)
(多选)6.(2024 齐齐哈尔期末)下列说法正确的是( )
A.两物体间的弹力方向与接触面平行
B.物体所受重力的方向竖直向下
C.力离不开施力物体,但可以没有受力物体
D.讲桌上的粉笔盒受到支持力的原因是讲桌发生了形变
(多选)7.(2024 武强县校级期末)下列各图中,P、Q两球之间存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )
A. B.
C. D.
(多选)8.(2024 莱西市期中)某实验小组用如图甲所示装置测量弹簧的劲度系数,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F L图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.实验前,应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度
B.弹簧受到的弹力与弹簧的长度成正比
C.弹簧自由下垂时的长度为10.0cm
D.弹簧的劲度系数为40.0 N/m
(多选)9.(2024 龙华区校级月考)书静止放在水平桌面上时,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力就是书受的重力
B.书对桌面的压力是弹力,是由于书的形变而产生的
C.桌面对书的支持力是弹力,是由于桌面的形变而产生的
D.书和桌面都发生了微小形变
(多选)10.(2024 北辰区校级期中)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平,下列说法正确的是( )
A.杆对细线的弹力方向为水平向右
B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左
C.杆受到地面的弹力是地面的形变产生的
D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方
三.解答题(共5小题)
11.(2024 市南区校级期中)如图所示,劲度系数为k2的轻弹簧乙竖直固定在桌面上,上端连一质量为m的物块;另一劲度系数为k1的轻弹簧甲固定在物块上。现将弹簧甲的上端A缓慢向上提,当提到乙弹簧的弹力大小恰好等于mg时,求A点上提的高度。
12.(2024 广州期中)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(已知g=10m/s2)
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)若将弹簧拉长到11cm时,求物体所受到的摩擦力大小;
(3)若将弹簧拉长到13cm时,求物体所受到的摩擦力大小。
13.(2024 爱民区校级期中)如图所示,一根轻质弹簧的原长为20cm,竖直悬挂着,当用15N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24cm。
(1)求弹簧的劲度系数
(2)若把它竖立在水平桌面上,用30N的力竖直向下压时,求弹簧的长度。
14.(2024 信阳期中)如图所示,A、B两个物块用轻弹簧相连接,它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg,弹簧的劲度系数为k=400N/m,物块B置于水平地面上,物块A靠弹簧托住,系统处于静止状态。现用一竖直向上的拉力F拉A使之缓慢向上运动,重力加速度g取10m/s2,试求:从开始拉A到物块B刚要离开地面时,物块A的位移x。
15.(2024 芗城区校级期中)如图所示,原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地放置在地板上,两弹簧之间有一质量为m2的物体,最上端放着质量为m1的另一物体,整个装置处于静止状态,弹簧没有超出弹性限度,重力加速度为g,求:
(1)上方k1弹簧的压缩量x1;
(2)下方k2弹簧的压缩量x2;
(3)这时两个弹簧的总长度L为多少?
新课预习衔接 重力与弹力
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2024 鹿城区校级模拟)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上。下列关于重力和重心的说法中正确的是( )
A.只有静止的物体才受到重力作用
B.这件艺术品的重力大小总是恒定的
C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
D.质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上
【考点】重心的概念和物理意义;重力的概念、物理意义及其产生(来源).
【专题】定性思想;推理法;受力分析方法专题;理解能力.
【答案】D
【分析】物体是否受到重力与运动状态无关;在地球上不同位置重力加速度不同;物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数等于物体的重力;质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上。
【解答】解:A、物体是否受到重力与运动状态无关,地面附近一切物体无论处于何种运动状态,都受到重力的作用,故A错误;
B、在地球上不同位置重力加速度不同,故重力G=mg不同,故B错误;
C、物体挂在弹簧测力计下,竖直处于平衡状态时,弹簧测力计的示数等于物体的重力,当弹簧测力计和物体有加速度时,示数不等于物体的重力,故C错误;
D、质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查重力和重心,知道重力的产生与运动状态无关,知道重力的大小、方向和作用点。
2.(2024春 宁波期末)如图所示,小球密度小于烧杯中水的密度,球固定在弹簧上,弹簧下端固定在杯底.当装置静止时,弹簧伸长Δx,当整个装置在自由下落的过程中弹簧的伸长将( )
A.仍为Δx B.大于Δx C.小于Δx D.等于零
【考点】弹力的概念及其产生条件;胡克定律及其应用.
【答案】D
【分析】整个装置自由下落时,处于完全失重状态,小球仅受重力。
【解答】解:小球静止时受重力、浮力和弹簧的拉力处于平衡,当自由下落时,处于完全失重状态,系统的加速度为g,则最终弹簧的拉力为零,形变量为零,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键知道整个装置自由下落时,处于完全失重状态,浮力消失。
3.(2024 聊城二模)如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为12cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5cm。已知轻弹簧的自然长度为9cm,矿泉水的重力为6N,则弹簧的劲度系数为( )
A.390N/m B.130N/m C.3.90N/m D.1.30N/m
【考点】劲度系数及其特点.
【专题】定量思想;方程法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.
【答案】B
【分析】由几何关系求出平衡时每根弹簧的长度,得到每根弹簧的伸长量,根据竖直方向受力平衡求解瓶子受到的弹力大小;由胡克定律求出每根弹簧的劲度系数。
【解答】解:结点下降了5cm后,由几何关系可得A与O′之间的长度为cm=13cm。如图所示
由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为cm=13cm
每根弹簧的伸长量均为Δx=13cm﹣9cm=4cm=4×10﹣2m
根据竖直方向受力平衡可得G=3kΔxcosθ
解得劲度系数为kN/m=130 N/m
故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查胡克定律和共点力平衡,注意F=kx中x指弹簧的形变量,不是弹簧的长度。
4.(2024春 开福区校级期末)2022年6月,我国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”正式下水。“福建舰”下水之后,将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是( )
A.“福建舰”受到的重力方向一定指向地心
B.“福建舰”在码头补给充足后,它的惯性将变大
C.“福建舰”大角度转弯时,舰上各点的速度相同
D.研究战斗机在航母上的起落时,可以将“福建舰”看成质点
【考点】重力的概念、物理意义及其产生(来源);惯性与质量;质点.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】B
【分析】重力方向竖直向下,质量是惯性大小的唯一量度;转弯时,其线速度不同;能否看作质点条件,物体形状和大小与所研究的问题可忽略不计。
【解答】解:A、重力方向竖直向下,不一定指向地心,故A错误;
B、质量是惯性大小的唯一量度,“福建舰”在码头补给充足后,质量变大,它的惯性将变大,故B正确;
C、“福建舰”大角度转弯时,舰上各点的线速度不同,故C错误;
D、能否看作质点条件,物体形状和大小与所研究的问题可忽略不计;在研究战斗机在航母上的起落时,其形状不能忽略,不能看作质点,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查了重力方向和惯性的决定因素以及速度的判定,考查点比较基础,较简单。
5.(2024 天心区校级模拟)如图一只小鸟落在了树枝上,树枝发生了弯曲,小鸟处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.树枝发生了弯曲,是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B.树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
C.树枝对小鸟作用力的方向斜向上偏右
D.小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
【考点】弹力的概念及其产生条件;牛顿第三定律的理解与应用;弹性形变和塑性形变.
【专题】应用题;定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;理解能力.
【答案】B
【分析】根据弹力的概念、二力平衡条件,牛顿第三定律进行判断。
【解答】解A.树枝发生了弯曲,是因为小鸟对树枝的压力使树枝反生了形变,故A错误;
B.树枝发生形变产生了树枝对小鸟的支持力,故B正确;
C.树枝对小鸟作用力和重力是一对平衡力,方向竖直向上,故C错误;
D.小鸟起飞瞬间,翅膀和空气的作用力是一对相互作用力,翅膀对空气的作用力等于空气对翅膀的作用力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查弹力,要求掌握弹力的概念、二力平衡条件、牛顿第三定律。
二.多选题(共5小题)
(多选)6.(2024 齐齐哈尔期末)下列说法正确的是( )
A.两物体间的弹力方向与接触面平行
B.物体所受重力的方向竖直向下
C.力离不开施力物体,但可以没有受力物体
D.讲桌上的粉笔盒受到支持力的原因是讲桌发生了形变
【考点】弹力的概念及其产生条件;重力的概念、物理意义及其产生(来源);弹性形变和塑性形变.
【专题】定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;理解能力.
【答案】BD
【分析】根据弹力的方向与接触面的关系分析作答;根据重力的方向分析作答;根据力的物质性分析作答;根据弹力的产生分析作答。
【解答】解:A.根据弹力的特点可知,两物体间的弹力方向与接触面垂直,故A错误;
B.根据重力的特点可知,物体所受重力的方向竖直向下,故B正确;
C.力离不开施力物体,也必须有受力物体,故C错误;
D.讲桌发生了形变,形成讲桌对粉笔盒的支持力,故D正确。
故选:BD。
【点评】弹力产生的原因是两接触的物体间发生了弹性形变,发生弹性形变物体就是施力物体;重力的方向竖直向下,而不是垂直向下。
(多选)7.(2024 武强县校级期末)下列各图中,P、Q两球之间存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )
A. B.
C. D.
【考点】判断是否存在弹力.
【专题】学科综合题;定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;推理能力.
【答案】CD
【分析】产生弹力的条件有两个,一是接触,二是发生弹性形变,据此分析。
【解答】解:A、图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动,所以P、Q间无弹力,故A错误;
B、图中两球间若有弹力则两球将向两边运动,所以P、Q间无弹力,故B错误;
C、图中两球间若无弹力则小球P将向下运动,所以P、Q间有弹力,故C正确;
D、图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动,所以P、Q间有弹力,故D正确。
故选:CD。
【点评】该题考查了弹力产生的条件,可以用假设法,若没有会产生什么现象,若有会产生什么现象,据此分析即可求解。
(多选)8.(2024 莱西市期中)某实验小组用如图甲所示装置测量弹簧的劲度系数,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F L图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.实验前,应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度
B.弹簧受到的弹力与弹簧的长度成正比
C.弹簧自由下垂时的长度为10.0cm
D.弹簧的劲度系数为40.0 N/m
【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系.
【专题】定量思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;推理能力.
【答案】CD
【分析】测量弹簧原长时,应将弹簧竖直悬挂;
根据图像的物理意义,结合胡克定律完成分析。
【解答】解:A.由于考虑弹簧本身重力的作用,实验前,应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度,故A错误;
B.根据F L图像不过原点可知,弹簧受到的弹力与弹簧的长度不成正比,故B错误;
C.图像的横截距表示弹簧的原长,根据图乙可知
L0=10.0 cm
故C正确;
D.F L图像的斜率表示弹簧的劲度系数,则有
,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题主要考查了胡克定律的相关应用,解题的关键点是理解图像的物理意义,并结合胡克定律即可完成分析。
(多选)9.(2024 龙华区校级月考)书静止放在水平桌面上时,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力就是书受的重力
B.书对桌面的压力是弹力,是由于书的形变而产生的
C.桌面对书的支持力是弹力,是由于桌面的形变而产生的
D.书和桌面都发生了微小形变
【考点】弹力的概念及其产生条件;弹性形变和塑性形变.
【专题】定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;推理能力.
【答案】BCD
【分析】静止放在水平桌面上的书受到重力和支持力,重力属于引力范畴,支持力和压力属于弹力,故不能等同,弹力产生的条件是物体发生形变,由于恢复形变故对它接触的物体产生力的作用。
【解答】解:A、书对水平桌面的压力属于弹力,而重力是地球的吸引而产生的,不能说压力就是书的重力,故A项错误;
B、桌面受到向下的压力作用是放水平桌面上的书发生了形变,由于书要恢复原状产生向下的弹力,故B项正确;
C、书受到向上的支持力,是因为桌面发生形变,由于要恢复原状故产生向上的弹力,故C项正确;
D、压力和支持力之所以产生,都是因为书和桌面都发生了微小形变,故D项正确;
故选:BCD。
【点评】本题考查学生对弹力产生的认识,知道弹力产生的条件,考查学生的理解能力,基础题。
(多选)10.(2024 北辰区校级期中)如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平,下列说法正确的是( )
A.杆对细线的弹力方向为水平向右
B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左
C.杆受到地面的弹力是地面的形变产生的
D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方
【考点】弹力的概念及其产生条件.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题.
【答案】AC
【分析】绳子弹力的方向沿着绳子收缩的方向,弹力是由于施力物体发生弹性形变对受力物体的作用力,点面接触时,弹力方向垂直于面,指向受力物体。
【解答】解:AB、绳子弹力的方向沿着绳子收缩的方向,细线水平,则细线对杆的作用力方向水平向左,所以杆对细线的弹力方向为水平向右,故A正确,B错误;
C、杆受到地面的弹力施力物体是地面,是由于地面发生形变产生的,故C正确;
D、杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上,所以地面受到杆的弹力垂直于地面向下,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题主要考查了弹力方向的判断,知道绳子弹力的方向沿着绳子收缩的方向,明确点面接触,面面接触等弹力的方向,难度适中。
三.解答题(共5小题)
11.(2024 市南区校级期中)如图所示,劲度系数为k2的轻弹簧乙竖直固定在桌面上,上端连一质量为m的物块;另一劲度系数为k1的轻弹簧甲固定在物块上。现将弹簧甲的上端A缓慢向上提,当提到乙弹簧的弹力大小恰好等于mg时,求A点上提的高度。
【考点】胡克定律及其应用.
【答案】见试题解答内容
【分析】对物体受力分析,由平衡条件可求弹簧的型变量,上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离为两弹簧的形变量之和。
【解答】解:初始状态,弹簧甲处于原长,弹簧乙处于压缩状态,mg=k2x20,压缩量
当下面弹簧产生支持力时,有mg,
mg,A点上提的高度为
当下面弹簧产生拉力时,有,
A点提升的高度是:,
答:A点上提的高度为或。
【点评】考查了胡克定律,物体平衡时合力为零,注意多个弹簧串联时位移关系,下面的弹力方向注意有两种情况。
12.(2024 广州期中)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(已知g=10m/s2)
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)若将弹簧拉长到11cm时,求物体所受到的摩擦力大小;
(3)若将弹簧拉长到13cm时,求物体所受到的摩擦力大小。
【考点】胡克定律及其应用;判断是否存在摩擦力;共点力的平衡问题及求解.
【专题】计算题;学科综合题;定性思想;推理法;弹力的存在及方向的判定专题;推理能力.
【答案】(1)弹簧的劲度系数为200N/m;
(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为2N;
(3)若将弹簧拉长到13cm时,物体所受到的摩擦力大小为4N。
【分析】根据胡克定律F=kx求解劲度系数以及弹簧弹力,通过弹力和滑动摩擦力大小的比较判定物体是否运动,从而判断摩擦力。
【解答】解:(1)当弹簧拉长至12cm时,物体恰好匀速运动;物体匀速前进时k(x﹣x0)=μmg
解得:k200N/m
(2)根据胡克定律:F1=k(x1﹣x0)=200×(0.11﹣0.10)N=2N
因F1<fmax=F滑=μmg=4N
则f为静摩擦力,大小为2N
(3)根据胡克定律:
F2=k(x2﹣x0)=200×(0.13﹣0.10)N=6N
由于F2>fmax=F滑=μmg=4N
则有f为滑动摩擦力,大小为4N
答:(1)弹簧的劲度系数为200N/m;
(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为2N;
(3)若将弹簧拉长到13cm时,物体所受到的摩擦力大小为4N。
【点评】本题考查胡克定律及摩擦力的判断,要注意判断静摩擦力和滑动摩擦力,静摩擦力通过力的平衡来判断大小,滑动摩擦力有F滑=μmg。
13.(2024 爱民区校级期中)如图所示,一根轻质弹簧的原长为20cm,竖直悬挂着,当用15N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24cm。
(1)求弹簧的劲度系数
(2)若把它竖立在水平桌面上,用30N的力竖直向下压时,求弹簧的长度。
【考点】胡克定律及其应用.
【专题】计算题;学科综合题;定量思想;方程法;弹力的存在及方向的判定专题.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)当用15N的力竖直向下拉弹簧时,由题确定出弹簧的弹力和伸长的长度,根据胡克定律求解出弹簧的劲度系数;
(2)再用胡克定律F=kx求解出用30N的力竖直向下压时,弹簧的长度
【解答】解:(1)当弹簧受向下的15 N的拉力作用时,
由胡克定律知F1=k(L1﹣L0),即15=k(0.24﹣0.2)。
解得劲度系数k N/m=375 N/m
(2)当用30 N的力竖直向下压时,设弹簧长为L2,
由胡克定律知F2=k(L0﹣L2)
整理得L2=L00.2 m m=0.12 m=12 cm。
答:(1)弹簧的劲度系数为375 N/m (2)弹簧长为12 cm
【点评】本题关键掌握胡克定律,特别注意的是公式F=kx中,x是弹簧伸长的长度或缩短的长度,而不是弹簧的长度
14.(2024 信阳期中)如图所示,A、B两个物块用轻弹簧相连接,它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg,弹簧的劲度系数为k=400N/m,物块B置于水平地面上,物块A靠弹簧托住,系统处于静止状态。现用一竖直向上的拉力F拉A使之缓慢向上运动,重力加速度g取10m/s2,试求:从开始拉A到物块B刚要离开地面时,物块A的位移x。
【考点】胡克定律及其应用.
【专题】计算题;学科综合题;定量思想;方程法;弹力的存在及方向的判定专题;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.
【答案】从开始拉A到物块B刚要离开地面时,物块A的位移x为0.125m。
【分析】由胡克定律有求出未用力F拉动时弹簧的压缩量x1,以及B刚要离开地面时的伸长量x2,则物块A的总位移x=x1+x2.
【解答】解:开始,未用力F拉动时,A、B静止,设弹簧压缩量为x1,由胡克定律有:kx1=mAg
则:x1
同理当物块B刚要离开地面时:x2;
物块A的总位移:x=x1+x2
代入数据可得:x=0.125m.
答:从开始拉A到物块B刚要离开地面时,物块A的位移x为0.125m。
【点评】本题主要考查了胡克定律、共点力平衡的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,能求出物块A的总位移,难度适中.
15.(2024 芗城区校级期中)如图所示,原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地放置在地板上,两弹簧之间有一质量为m2的物体,最上端放着质量为m1的另一物体,整个装置处于静止状态,弹簧没有超出弹性限度,重力加速度为g,求:
(1)上方k1弹簧的压缩量x1;
(2)下方k2弹簧的压缩量x2;
(3)这时两个弹簧的总长度L为多少?
【考点】胡克定律及其应用;共点力的平衡问题及求解.
【专题】学科综合题;定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.
【答案】(1)上方k1弹簧的压缩量为。
(2)下方k2弹簧的压缩量为。
(3)这时两个弹簧的总长度为L1+L2。
【分析】(1、2)分别对两个弹簧运用胡克定律列式求解形变量。
(3)根据几何关系,求解弹簧的总长度。
【解答】解:(1)分析m1受力情况,根据胡克定律可知,k1x1=m1g
解得压缩量:。
(2)把m1、m2看作整体,则由二力平衡得:
k2x2=(m1+m2)g
解得下方k2弹簧的压缩量:。
(3)两个弹簧的总长度为l=L1+L2﹣x1﹣x2=L1+L2。
答:(1)上方k1弹簧的压缩量为。
(2)下方k2弹簧的压缩量为。
(3)这时两个弹簧的总长度为L1+L2。
【点评】该题考查了胡克定律的相关知识,求出本题的关键是胡克定律的灵活运用。
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