一个弹簧秤放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为重物,已知P的质量M ="10.5" kg,Q的质量 m ="1.5" kg,弹簧的质量不计,劲度
题型:不详难度:来源:
一个弹簧秤放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为重物,已知P的质量M ="10.5" kg,Q的质量 m ="1.5" kg,弹簧的质量不计,劲度系数 k ="800" N/m,系统处于静止.如图所示,现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,则在向上运动的过程中力F随时间变化的图象是( )
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答案
C |
解析
试题分析: 最初时,弹簧的弹力等于PQ的总重力(M+m)g。 刚开始运动时,PQ的加速度相同,把PQ看成一个整体,PQ整体受到的外力共有3个:重力、向上的力F及弹簧弹力F弹,做匀加速运动,根据牛顿第二定律得: F合=(M+m)a F+F弹-(M+m)g=(M+m)a 设P的位移为x 所以F=(M+m)(a+g)-((M+m)g-kx)=(M+m)a+ kat2/2; 即在P与Q分离前F随时间变化图象是抛物线,且t=0时,F=(M+m)a 当P与Q分离时,P只受重力和F作用,仍做匀加速运动,此时F为恒力.故C正确 |
举一反三
如图所示,倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M、N固定于杆上,小球处于静止状态.设拔去销钉M(撤去弹簧a)瞬间,小球的加速度大小为6m/s2.若不拔去销钉M,而拔去销钉N(撤去弹簧b)瞬间,小球的加速度可能是(g取10m/s2):( )
A.11m/s2,沿杆向上 | B.11m/s2,沿杆向下 | C.1m/s2,沿杆向上 | D.1m/s2,沿杆向下 |
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在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.
(1)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力. (2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是________.A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上 | B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 | C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源 | D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=求出 | (3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图象分别如图1和图2所示,其原因分别是:
图1 图2 图1: ____________________________________________________; 图2: _____________________________________________________. |
(16分)两平行金属导轨水平放置,一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处,,其他电阻不计。导轨间距为d=0.8m,矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场,场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m,金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4,电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右,加速度a=2m/s2 ,g取10m/s2 (1)求穿过磁场过程中平均电流的大小。 (2)计算自金属棒进入磁场开始计时,在磁场中运动的时间内,外力F随时间t变化关系。 (3)让磁感应强度均匀增加,用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上,让ab棒重新由R处向右加速,在金属棒到达MP之前,电流表会有示数吗?简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。
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如图所示,传送带与地面成夹角θ=30°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,已知传送带从A→B的长度L=16m,则物体从A到B需要的时间为多少?
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高跷运动是一项新型运动,图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后,人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙。则下列说法正确的是
A.人向上弹起过程中,一直处于超重状态 | B.人向上弹起过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力 | C.弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力 | D.弹簧压缩到最低点时,高跷对地的压力等于人和高跷的总重力 |
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