5.如圖所示,一質(zhì)量不計的彈簧原長為10cm,勁度系數(shù)k=200N/m,一端固定于質(zhì)量m=2kg的物體上,另一端施一豎直向上的拉力F.物體靜止在水平面上,重力加速度g取10m/s2.下列情況均在彈性限度內(nèi),試求:
(1)若將彈簧拉長至11cm,物體對地面的壓力大小為多少?
(2)若將力F改為豎直向下壓彈簧,當彈簧長度被壓縮至8cm時,物體對地面的壓力大小為多少?
(3)若拉著物體以2m/s2的加速度勻加速上升,彈簧的長度為多少?

分析 (1)根據(jù)胡克定律確定彈簧的拉力,結合力的平衡求出物體受到的支持力,然后根據(jù)牛頓第三定律求出物體對地面的壓力大小.
(2)再用同樣的方法求物體對地面的壓力.
(3)若拉著物體以2m/s2的加速度勻加速上升,根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律結合求解.

解答 解:(1)彈簧的拉力為:
F1=kx1=200×(0.11-0.1)N=2N;
根據(jù)平衡條件可得,地面對物體的支持力為:
N1=mg-F1=2×10-2=18N
根據(jù)牛頓第三定律可知,此時物體對地面的壓力大小是18N.
(2)彈簧對物體的壓力為:
F2=kx2=200×(0.1-0.08)N=4N
根據(jù)平衡條件可得,地面對物體的支持力為:
N2=mg+F2=20+4=24N
根據(jù)牛頓第三定律可知,此時物體對地面的壓力大小是24N.
(3)根據(jù)牛頓第二定律得:
kx3-mg=ma
解得:x3=0.12m=12cm
故彈簧的長度為:L3=L0+x3=22cm
答:(1)物體對地面的壓力大小為18N.
(2)物體對地面的壓力大小為24N.
(3)彈簧的長度為22cm.

點評 本題關鍵是明確小球的運動狀態(tài),然后根據(jù)平衡條件和胡克定律、牛頓第二定律結合處理.要注意彈簧的長度與伸長的長度或壓縮長度的區(qū)別.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.某同學通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值.
(1)現(xiàn)有電源(3V,內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0~50Ω,額定電流2A)、開關和導線若干,以及下列電表:

A.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.025Ω)   B.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω)
C.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)      D.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)
為減小測量誤差,在實驗中,電流表應選用B,電壓表應選用C(選填器材前的字母);實驗電路應采用圖中的甲(選填“甲”或“乙”).
(2)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是B;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是D.(選填選項前的字母)
A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值     B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值
C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值     D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖,在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場,電場方向豎直向上,勻強磁場垂直于紙面.一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板.若不計重力,下列說法中正確的是(  )
A.該帶電粒子一定帶正電
B.該勻強磁場的方向垂直于紙面向外
C.該帶電粒子所帶的電荷量改變時,粒子運動軌跡不會改變
D.該帶電粒子的速度變大時,粒子運動軌跡不會改變

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖所示是甲、乙兩物體從同一地點、沿同一方向做直線運動的v-t圖象,則由圖象可看出( 。 
A.這兩個物體兩次相遇的時刻分別是1s末和4s末
B.這兩個物體兩次相遇的時刻分別是2s末和6s末
C.兩個物體相距最遠的時刻是2s末
D.4s末以后甲在乙的后面

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.已知一個力F=10$\sqrt{3}$N,可分解為兩個分力F1和F2,已知F1方向與F夾角為30°(如圖所示),F(xiàn)2的大小為10N,則F1的大小可能是(  )
A.5$\sqrt{3}$NB.10$\sqrt{3}$NC.10ND.20N

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖甲所示,足夠長的固定光滑細桿與地面成一傾角,在桿上套有一個光滑小環(huán),小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動,推力F及小環(huán)速度v隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示,取重力加速度g=10m/s2,則以下判斷正確的是( 。
A.小環(huán)的質(zhì)量是2Kg
B.細桿與地面間的夾角是30°
C.前3s內(nèi)拉力F的最大功率是2.25W
D.前3s內(nèi)小環(huán)的機械能的增量是5.75J

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.關于勻速圓周運動和平拋運動正確的是( 。
A.做勻速圓周運動和平拋運動的物體合力都恒定
B.勻速圓周運動是勻變速曲線運動
C.勻速圓周運動和平拋運動都是變加速曲線運動
D.平拋運動勻變速曲線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖,電源的電動勢為3V、內(nèi)電阻為2Ω,當改變電阻R2時,V2讀數(shù)增大,則V1的讀數(shù)( 。
A.減小B.增大C.不變D.無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,在傾角為37°的光滑斜面所處空間存在磁感應強度為B=1T的勻強磁場,斜面上斜面上有一根通電直導線垂直紙面放置并處于靜止狀態(tài).導線中的電流I=1A,導線長度為30cm,取g=10m/s2.求:
(1)通電直導線受到的安培力多大?方向如何?
(2)通電直導線的質(zhì)量多大?
                                             

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