20．質(zhì)量為m=2kg的物塊，系在彈簧的一端，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)軸上如圖所示，彈簧的自由長度為l0=10cm勁度系數(shù)為K=100N/m，使物塊在光滑水平支持面上以角速度ω=5rad/s作勻速圓周運動，則此時彈簧的長度為多少？

分析 小球做勻速圓周運動時需要的向心力由彈簧的彈力提供，根據(jù)胡克定律和向心力公式列式計算即可求出需要的物理量．

解答 解：K=100N/m=1N/cm
設(shè)小球做勻速圓周運動時彈簧長度為L，此時彈簧的伸長量為L-l0，
據(jù)牛頓第二定律得：F=mω2L
其中有：F=k（L-l0）
即$K（L-{L}_{0}）=m{ω}^{2}L$
解得$L=\frac{K{L}_{0}}{K-m{ω}^{2}}=20cm$
答：此時彈簧的長度為20cm．

點評 此題將彈力與圓周運動結(jié)合在了一起，處理時的關(guān)鍵點時彈簧伸長后的長度是小球做圓周運動的半徑．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．質(zhì)量為2kg的小球，自地面上方5m的高度釋放，落地后反彈3.2米高度，從釋放到反彈至最高點用2s時間，試求：小球與地面接觸過程中：
（1）合外力對小球的沖量；
（2）地面對小球的沖量；
（3）地面對小球平均作用力的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．某個物體在外力作用下，運動的v-t圖象如圖（正弦曲線）所示，下列說法中正確的是（　�。�
A．物體整個運動過程中加速度大小變化，方向不變
B．在0～t1時間內(nèi)，物體所受外力越來越大
C．在0～t4時間內(nèi)，物體的位移為零
D．t2時刻物體速度為零，此時加速度也為零

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

8．用鐵錘將一鐵釘打入木板，沿著鐵釘方向木板對釘?shù)淖枇εc鐵釘進入木板的深度成正比，在鐵錘出擊第一次時，能將鐵釘擊入1cm，若鐵錘擊釘?shù)乃俣炔蛔�，則擊第二次時，鐵釘能被擊入木板0.41cm．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖所示，在紙面內(nèi)有一條過原點O的虛線MN，MN與x軸正方向的夾角為30°，在MN上有一點A，OA=L，在x軸上有一點C，坐標為xC=（$\frac{\sqrt{3}}{2}$+$\frac{\sqrt{15}}{6}$）L．空間有兩個方向都垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，虛線MN是它們的理想邊界，區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強度的大小為B．在原點O處有一粒子源，可在紙面內(nèi)向區(qū)域Ⅰ發(fā)射質(zhì)量相同、電荷量相同、速率不同的正粒子，正粒子的速度方向與MN的夾角α在0～π的范圍內(nèi)．其中，一入射方向為α=30°、速度大小為v0的粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ，從A點第一次進入?yún)^(qū)域Ⅱ，從C點第一次穿過x軸．不計粒子的重力和粒子間的相互作用力．
（1）求區(qū)域Ⅱ中磁場的磁感應(yīng)強度大小B2；
（2）速度方向與MN的夾角α=30°的所有粒子中，有些粒子能夠通過A點，求這些粒子的速度大��；
（3）粒子源射出的所有粒子中，有些粒子不能穿過x軸，求這些粒子的速度方向與MN的夾角α應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．球A和球B可在光滑桿上無摩擦滑動，兩球用一根細繩連接如圖所示，球A的質(zhì)量是球B的兩倍，當桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，兩球剛好保持與桿無相對滑動，那么（　�。�
A．球A受到的向心力大于B受到的向心力
B．球A轉(zhuǎn)動的半徑是球B轉(zhuǎn)動半徑的一半
C．當A球質(zhì)量增大時，球A向外運動
D．當ω增大時，球B向外運動

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個用相同材料、相同粗細的導線繞制的單匝閉合正方形線圈1和2，其邊長L1=2L2，在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再逐漸完全進入磁場，最后落到地面．運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界．設(shè)線圈1、2落地時的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，通過線圈截面的電荷量分別為q1、q2，不計空氣阻力，則（　　）
A．v1＜v2，Q1＞Q2，q1＞q2B．v1=v2，Q1=Q2，q1=q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2，q1=q2D．v1=v2，Q1＜Q2，q1＜q2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪半徑為r，a點在它的邊緣上；左輪半徑為2r，b點在它的邊緣上．若在傳動過程中皮帶不打滑，則a點與b點的向心加速度大小之比（　�。�
A．aa：ab=4：1B．aa：ab=1：4C．aa：ab=2：1D．aa：ab=1：2

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．小明用伏安法測2B鉛筆芯的電阻值．
①圖1是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖甲中畫出．
②小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖2，如圖所示．在圖中，用×（填“○”或“×”）表示的數(shù)據(jù)點能較準確地測出2B鉛筆芯的電阻，請根據(jù)這些數(shù)據(jù)點，在圖2上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為1.2（1.1～1.3）Ω．

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