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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触,弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度

高中物理题库 更新时间: 发布时间: 高中归档 最新发布 模块sitemap

题文

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止,撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,问:
①撤去F后,物体刚运动时的加速度多大?
②物体做匀减速运动的时间是多长?
③物体从开始向左运动到速度达到最大值,发生的位移多大?


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)物体刚运动时,水平方向合力为:
F=kx0-μmg
由牛顿第二定律得:
a=Fm=kx0m-μg
(2)物体匀减速的加速度大小为:
a=μg
从弹簧恢复原长开始,物块做匀减速运动,故匀减速运动的位移为:
x=3x0
由运动学公式得:
x=12at2
联立解得:t=

6x0μg
(3)当弹力大小等于滑动摩擦力时,物块速度最大,选静止时的位置为参考位置,物体发生位移为x1,由胡克定律得:kx1=μmg
所以:x1=μmgk
答:(1)撤去F后,物体刚运动时的加速度为kx0m-μg
(2)物体做匀减速运动的时间是

6x0μg
(3)物体从开始向左运动到速度达到最大值,发生的位移μmgk

解析

Fm

考点

据考高分专家说,试题“如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。

弹力的大小、胡克定律

弹力的大小:

弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触,弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度

①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:

判定弹力的有无及其方向的方法:


判定弹力的有无及其方向的方法:

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触,弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度



如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触,弹簧水平且无形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度

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