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1、选择题 质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在一轻质弹簧的两端,已知弹簧的原长为L,劲度系数为k,现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平拉力F,使两球一起做匀加速运动,则此时两球间的距离为( )
A.
B.
C.L+
D.L+
参考答案:C
本题解析:根据牛顿第二定律,并应用整体法得
,对m而言有
,两式解得
,则两球之间的距离为
,选项C正确。
本题难度:一般
2、计算题 (13分)
如图所示,在水平地面上有A、B两个小物体,质量分别为mA=3kg、mB=2kg,它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1。A、B之间有一原长为L=0.15m、劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧水平连接。分别用两个方向相反的水平恒力F、F'同时作用在A、B两物体上。当运动达到稳定时,A、B两物体以共同加速度大小为a=1m/s2做匀加速直线运动。已知F=20N,g取10m/s2。求运动稳定时A、B之间的距离及F'的大小。

参考答案:当系统具有水平向右的加速度a=1m/s2时L1=0.178m;当系统具有水平向左的加速度a=1m/s2时L2=0.202m。
本题解析:当系统具有水平向右的加速度a=1m/s2时:设运动稳定时弹簧的伸长量为Δx1,A、B间距为L1,F'的大小为F1。
对A,有:F-kΔx1-μmAg=mAa ?①?(2分)
对整体,有:F-μ(mA+mB)g-F1=(mA+mB)a?②?(2分)
又有? L1=L+Δx1?③?(2分)
解得? F1=10N?④?(1分)
L1=0.178m?⑤?(1分)
当系统具有水平向左的加速度a=1 m/s2时:设运动稳定时弹簧的伸长量为Δx2,A、B间距为L2,F'的大小为F2。
对A,有:kΔx2-μmAg-F=mAa ⑥?(1分)
对整体,有:F2-μ(mA+mB)g-F=(mA+mB)a?⑦?(1分)
又有L2=L+Δx2?⑧?(1分)
解得F2=30N?⑨?(1分)
L2=0.202m?⑩?(1分)
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,质量均为m的物体A、B通过一个劲度系数k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A缓慢地向上拉起,当B刚要离开地面时,求A上升距离(假设弹簧一直在弹性限度内,重力加速度g已知)
参考答案:开始时:弹力等于A的重力mg,根据胡克定律得
? 弹簧被压缩的长度x1=mgk
? 当B刚要离开地面时,弹力等于B的重力mg,再根据胡克定律得
? 弹簧伸长的长度x2=mgk
所以A上升距离S=x1+x2=2mgk
答:A上升距离为2mgk.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 某同学在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与每次相对应的弹簧的长度L作出的F-L图象如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为______,弹簧的原长为______.

参考答案:由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长为7.0cm;
当拉力为10N时,弹簧的形变量为x=10-7=3cm=0.03m
由胡克定律F=kx得:
k=Fx=100.03=333N/m
故答案为:333N/m,7.0cm
本题解析:
本题难度:简单
5、实验题 (18分)(1)(6分)某同学用如图甲的装置来研究牛顿第二定律。

①实验需用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力,则除满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量外,还必须进行的操作是。
②如图乙是某次实验打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为三个相邻的计数点,相邻计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,电源频率为50Hz。则小车的加速度a=m/s2,打B点时小车的速度vB=m/s。(以上结果均保留2位有效数字)。
参考答案:①平衡摩擦力(2分)②0.40(2分)0.20(2分)
本题解析:① 在验证牛顿第二定律时,若绳子拉力等于合外力就必须要平衡摩擦力;②根据
,可知
可求加速度a=0.40m/s2,打B点的速度就是AC段的平均速度,因此
本题难度:一般
Years bring wisdom. 年岁带来智慧.