14．如圖所示，在小車上固定一直角硬桿ABC，分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)繩將小球P懸吊起來．輕彈簧的勁度系數(shù)為k，小球P的質(zhì)量為m，當(dāng)小車沿水平地面以加速度a向右運動而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，輕彈簧保持豎直，而細(xì)繩與桿的豎直部分的夾角為θ，試求此時彈簧的形變量．

分析 對小球進(jìn)行受力分析，由于不知道彈力的方向，故先假設(shè)彈力向上，得出表達(dá)式之后，再對表達(dá)式進(jìn)行討論，最終形成結(jié)論．

解答 解：小球受彈簧拉力、細(xì)繩拉力和重力的作用，按水平、豎直方向建立坐標(biāo)系，分解繩的拉力．
在水平方向：Tsinθ=ma             
在豎直方向：Tcosθ+F=mg
F=kx
解得：x=$\frac{m（g-\frac{a}{tanθ}）}{k}$
①若a＜gtanθ，彈簧伸長量x=$\frac{m（g-\frac{a}{tanθ}）}{k}$；
②若a=gtanθ，x=0，彈簧保持原長；
③若a＞gtanθ，彈簧壓縮量x=$\frac{m（\frac{a}{tanθ}-g）}{k}$
答：①若a＜gtanθ，彈簧伸長量x=$\frac{m（g-\frac{a}{tanθ}）}{k}$；
②若a=gtanθ，x=0，彈簧保持原長；
③若a＞gtanθ，彈簧壓縮量x=$\frac{m（\frac{a}{tanθ}-g）}{k}$

點評 本題主要考查牛頓第二定律的應(yīng)用．注意得出最終結(jié)果后的討論，本題由于不知道彈力方向，故必須有此討論出現(xiàn)．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．電磁彈射是采用電磁的能量來推動被彈射物體向外運動的新型技術(shù)，是我國最新研究的重大科技成果．其工作原理可簡化為下述模型．如圖所示，一為長為L=1m、電阻為R=2Ω的正方形單匝金屬線框abcd放在絕緣的光滑水平面上，線框所在處存在一個豎直向上的勻強磁場，虛線MN為磁場的左邊界，線框的ab邊處在磁場外側(cè)緊靠MN處．t=0時起磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律是B=2+0.4t（T），空氣阻力忽略不計．試求：
（1）t=0時刻，線框中產(chǎn)生磁感應(yīng)電流的大小和方向；
（2）線框在磁場力的作用下從磁場中穿出的過程中，通過導(dǎo)線截面的電荷量q；
（3）若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框，在線框上固定一負(fù)載物，證明：載物線框匝數(shù)越多，t=0時刻線框加速度越大．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．某班級同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．

甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個力傳感器，小車乙上固定一個加速度傳感器（可以測量乙在任意時刻的加速度大�。鞲衅骱托≤囈抑g用一根不可伸長的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是BD
A．軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
B．軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
C．實驗中，在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)
D．實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個實驗小組選用的小車乙（含加速度傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖2所示．最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如表所示，請在圖中完成該組的a-F圖線．
實驗次數(shù)123456
拉力F（N）24.520.017.512.08.14.8
加速度a（m/s2）16.313.311.78.05.43.2
（3）在驗證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗證a和m的關(guān)系，可直接利用圖中的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線（即F相同），記錄下與四條圖線的交點縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；
②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸，以質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$為橫軸．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．細(xì)胞膜的厚度等于700nm（1nm=10-9m），當(dāng)膜的內(nèi)外層之間的電壓達(dá)0.4V時，即可讓一價鈉離子滲透． 設(shè)細(xì)胞膜內(nèi)為勻強電場，則鈉離子在滲透時（e=1.60×10-19 C）（　�。�
A．膜內(nèi)電場強度約為5.71×105V/m
B．膜內(nèi)電場強度約為1.04×106V/m
C．每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做的功等于-6.4×10-20J
D．每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做的功等于1.28×10-19J

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖甲所示的裝置．

（1）本實驗應(yīng)用的實驗方法是A
A．控制變量法     B．假設(shè)法      C．理想實驗法
（2）下列說法中正確的是C
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)改變小車所受拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，作出a-$\frac{1}{m}$ 圖象容易更直觀判斷出二者間的關(guān)系
D．無論在什么條件下，細(xì)線對小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小．
（3）在探究加速度與力的關(guān)系時，若取車的質(zhì)量M=0.5kg，改變砝碼質(zhì)量m的值，進(jìn)行多次實驗，以下m的取值最不合適的一個是D
A．m1=4g      B．m2=10g        C．m3=40g    D．m4=500g
（4）在平衡小車與長木板之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車的加速度a=0.16m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（5）如圖丙所示為甲同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F 圖象，說明實驗存在的問題是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

19．如圖1所示為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置．

（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的拉力，用DIS測小車的加速度．
（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖2所示）．
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是在質(zhì)量不變的情況下，加速度與力成正比．
②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C
A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車的質(zhì)量太大．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．要測量兩個質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒有直接測量工具，某實驗小組應(yīng)用下列器材測量：輕質(zhì)定滑輪（質(zhì)量和摩擦可忽略）、砝碼一套（總質(zhì)量為m=0.5kg）、細(xì)線、米尺、秒表，他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識，改變實驗條件進(jìn)行多次測量，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量．請完成下列步驟．
（1）實驗裝置如圖，設(shè)兩沙袋A、B的質(zhì)量分別為m1、m2；
（2）從m中取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋A中，剩余砝碼都放在左邊沙袋B中，發(fā)現(xiàn)A下降B上升；
（3）用刻度尺測出沙袋A從靜止下降的距離h（其間A沒有與其它物體發(fā)生碰撞），用秒表測出沙袋A下降時間t，則可知A的加速度大小為a=$\frac{2h}{{t}^{2}}$
（4）改變m′，測量相應(yīng)的加速度a，得到多組m′及a的數(shù)據(jù)，作出a～m′（選填“a～m′”或“a～$\frac{1}{{m}^{′}}$”）圖線；
（5）若求得圖線的斜率k=4m/kg•s2，截距b=2m/s2，沙袋的質(zhì)量m1=3kg，m2=1.5kg．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．如圖所示，有兩本完全相同的書A、B，書重均為5N，若將兩本書等分成若干份后交叉地疊放在一起置于光滑桌面上，并將書A固定不動，用水平向右的力F把書B抽出，現(xiàn)測得一組數(shù)據(jù)如下：
 實驗次數(shù) 1 2 3 4… n
 將書分成的分?jǐn)?shù) 2 4 6 8… 逐頁交叉
 力F的大小（牛） 4.5 10.5 22.5 46.5… 190.5
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，試求：
（1）若將書分成32份，力F應(yīng)為多大？
（2）該書的頁數(shù)．
（3）若兩本書任意兩張紙之間的動摩擦因數(shù)μ相等，則μ為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．如圖所示，虛線1、2、3、4為靜電場中的等勢面，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為零．一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b兩點時的動能分別為26eV和5eV，當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)?18eV時，它的動能應(yīng)為（　�。�
A．8 eVB．30 eVC．20 eVD．34 eV

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同步練習(xí)冊答案