利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中,以下做法正确的是( )
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,打点计时器处于工作状态
D.若纸带上的点分布均匀,说明已平衡了摩擦力
【解析】:选BCD.因为小车在运动时要受到阻力,纸带与打点计时器间也有阻力,将长木板一端垫高一些,利用小车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力,此时不能将重物用细绳通过定滑轮系在小车上.
. 如图所示,在水平地面上放一质量为m的物体,物体上端与劲度系数为k的轻弹簧相连.在弹簧上端施加竖直向上的力F,使弹簧上端从弹簧自然状态由静止开始竖直向上做加速度为a的匀加速直线运动.问力F至少作用多长时间才能将物体拉起?写出在这段时间内拉力F随时间t的变化关系式.
图2-3-20
【解析】:恰好将物体拉起时,所用时间最短,此时弹簧的弹力恰好等于物体的重力,由此得kx=mg,解得x=,
由x=at2得t= = .
由于弹簧是轻弹簧,故拉力F始终与弹簧弹力大小相等,即F=kx=kat2,0≤t≤ .
.由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图2-3-19所示.则该弹簧的原长L为多少,劲度系数k为多少?
图2-3-19
【解析】:当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可以知道L=15 cm.当弹簧长度为5 cm时弹力大小为300 N,对应弹簧的压缩量为10 cm,由胡克定律F=k·x得:
k===30 N/cm=3×103 N/m.
如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同,甲中弹簧左端固定在墙上;乙中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;丙中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;丁中的弹簧左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.用l1,l2,l3,l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
图2-3-18
A.l2>l1 B.l4>l3
C.l1>l3 D.l2=l4
【解析】:选D.四个弹簧完全相同,劲度系数相同,而弹簧的弹力大小均等于弹簧右端的拉力大小,与弹簧左端的情况无关,由胡克定律F=kl可得:l1=l2=l3=l4,故只有D项正确.
如图所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度“0”,在弹性限度内,当挂上100 N重物时指针正对刻度50.若要指针正对刻度25,应挂的重物是( )
图2-3-17
A.30 N
B.40 N
C.50 N
D.由于劲度系数k不知道无法计算
【解析】:选C.设刻度盘上每小格表示弹力大小为F0,则:100 N=50F0,F0=2 N;若要指针对应刻度线25,应挂的重物的重力为25 F0=25×2 N=50 N,所以C项正确.
下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力形变完全消失
B.有力作用在物体上,物体不一定发生形变
C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变
D.一切物体受外力作用都要发生形变,外力撤去,形变不一定完全消失
【解析】:选D.一切物体受外力作用都要发生形变,若物体发生弹性形变,外力撤去后形变能完全消失,若发生非弹性形变,外力撤去后,形变就不能完全消失,故只有D正确.