1、选择题 物体悬挂在弹簧秤上,置于某系统内,若弹簧秤的读数不为零,则系统运动状态可能是
A.自由落体
B.在地球引力下绕地球作匀速圆周运动
C.以a=g向上做匀加速运动
D.以a=g向上做匀减速运动
参考答案:C
本题解析:分析:物体悬挂在弹簧秤上,置于某系统内,对物体进行受力分析,若弹簧秤的读数不为零,说明物体受重力和弹簧的拉力,根据受力情况分析物体可能所处的运动状态.
解答:A、物体悬挂在弹簧秤上,置于某系统内,对物体进行受力分析,若弹簧秤的读数不为零,说明物体受重力和弹簧的拉力,自由落体的物体仅受重力,故A错误.
B、在地球引力下绕地球作匀速圆周运动的物体处于完全失重,故B错误,
C、若弹簧秤的读数不为零,说明物体受重力和弹簧的拉力,如果拉力等于2mg,那么物体以a=g向上做匀加速运动,故C正确.
D、若弹簧秤的读数不为零,说明物体受重力和弹簧的拉力,所以物体不可能以a=g向上做匀减速运动,故D错误.
故选C.
点评:对于超重和失重一定要根据牛顿第二定律进行理解,不能脱离开受力关系而去分析超重和失重.
本题难度:困难
2、实验题 验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
图乙中的F与F′ 两力中,方向一定沿AO方向的是_____。
参考答案:
本题解析:分析:明确实验原理,了解实验误差的存在,知道该实验中“理论值”和“实验值”的区别.
解答:解:F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不在重合.
故答案为:F′.
点评:本实验采用的是“等效替代”的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,明确“理论值”和“实验值”的区别.
本题难度:简单
3、选择题 缓冲装置可抽象成如右图所示的简单模型,图中A、B为原长相等、劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧.下列表述正确的是( )
A.装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动稳定后,两弹簧产生的弹力之比F1∶F2=k1∶k2
C.势片向右移动稳定后,两弹簧的长度之比l1∶l2=k2∶k1
D.垫片向右移动稳定后,两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1
参考答案:D
本题解析:装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数有关,劲度系数大的缓冲效果效果好,故A错误;当垫片向右移动稳定后,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力大小相等,故B错误;当垫片向右移动稳定后,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力大小相等,根据胡克定律知,压缩量之比为,而此时弹簧的长度为原长减去压缩量,所以两弹簧的长度之比,故C错误;垫片向右移动时,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力相等,由于劲度系数不同,两弹簧形变量不同,故两弹簧长度不同,故D正确
故选D
点评:缓冲效果与弹簧的劲度系数有关;垫片向右移动时,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力相等,弹性势能变大;由于劲度系数不同,两弹簧形变量不同.
本题难度:简单
4、实验题
橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=hx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实际都表明其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。
(1)在国际单位中,杨氏模量y的单位应该是____________。
A. N
B. m
C. N/m
D. Pa
(2)有一段横截面积是圆形的橡皮筋,应用如图(a)所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量y的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00 cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000 mm,那么测量工具a应该是____;测量工具b应该是____。
(3)如图(a)所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值,下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。
请作出F-x图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=____N/m。
(4)这种橡皮筋的Y值为____。
参考答案:(1)D
(2)毫米刻度尺,螺旋测微器
(3)3.l×102,图“略”
(4)5×106 Pa
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 水平地面上放一个质量为5kg的铁块放在水平地面上,与之相连的轻质弹簧的原长为x0=12cm,铁块与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力拉弹簧.
(1)若将弹簧拉长到x1=17cm,物体恰好能做匀速直线运动,求弹簧的劲度系数k..
(2)若将弹簧拉长到x2=15cm,求此时铁块受到的摩擦力大小.
(3)若在铁块上放一块质量为2kg的物体,要维持物体匀速运动,求此过程弹簧的长度是多少.
(弹簧不超过弹性限度)
参考答案:(1)物体匀速运动,受力平衡,根据平衡条件得:
K(x1-x0)=μmg
代入数据解得K=3N/cm
(2)若将弹簧拉长到x2=15cm,此时物体处于静止状态,则有:
f=K(x2-x0)=9N
(3)物体匀速运动,受力平衡,根据平衡条件得:
K(x3-x0)=μ(m+M)g
解得:x3=19cm
答:(1)弹簧的劲度系数为3N/cm(2)此时铁块受到的摩擦力大小为9N?(3)此过程弹簧的长度是19cm
本题解析:
本题难度:一般