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第四讲弹力拓展练习题
1.一根轻质弹簧,受到拉力作用时,其长度会变长,且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值.该比值反映了弹簧的力学性质,由此定义该比值叫做弹簧的劲度系数,用符号k来表示.相类似地,定义一个系统在受到拉力作用时,拉力大小与系统长度增加量的比值叫做系统的等效劲度系数,如图中的装置就是我们要研究的一个系统:外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上;滑轮光滑且质量不计,挂钩质量不计,细线为不可伸长的轻绳,弹簧的劲度系数为k且质量不计.若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离,则该系统的等效劲度系数为
()
A.0.25kB.0.50k
C.2kD.4k
2.轻质弹簧k的上端固定在天花板上,下端悬挂一质量为m的物体,平衡时弹簧的长度为L?,现将和k完全相同的两根弹簧k?、k?与质量分别为m?、m?的两个物体相连,并悬挂在天花板上,且m?+m?=m,如图所示,平衡时,k?和k?的长度之和为.L?,则()
A.2L?一定等于L?
B.2L?一定大于L?
C.2L?一定小于L?
D.以上均有可能
3.一根大弹簧S内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,它们的下端平齐并固定.另一端自由.如图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图乙所示,大弹簧的劲度系数为k?,小弹簧的劲度系数为k?,则这两根弹簧的劲度系数k?和k?()
A.k?=10N/mk?=20N/m
B.k?=10N/mk?=30N/m
C.k?=20N/mk?=10N/m
D.k?=20N/mk?=30N/m
4.如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上.A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧压缩了2cm.已知细线受到的拉力为3N,地面对B的支持力为5N,则A、B两物体的重力分别是(提示:劲度系数为100N/m,即该轻弹簧每受到100N的力,压缩或伸长1m)()
A.1N和5NB.1N和7N
C.7N和3ND.5N和3N
5.如图,lゅ、lz分别是甲、乙两弹簧的长y(cm)与所挂物体质量x(kg)之间的函数关系式的图像,设甲弹簧每挂1kg物体伸长的长度为km(cm),乙弹簧每挂1kg物体伸长的长度为kz(cm),则km与kz的大小关系是()
A.kφkzB.
C.k甲kzD.不能确定
6.如图所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中.不计空气阻力,则小球()
A.从接触到弹簧开始一直做减速运动
B.小球在最低点时速度最大
C.从接触到弹簧小球先加速再减速运动
D.将弹簧压缩至最短时小球只受弹力
7.某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码(弹簧原长为L?),探究弹力与弹簧伸长量的关系,如图1所示.如表是他实验记录的数据,实验时弹力始终未超过弹性限度,弹簧很轻,自身质量不计.(g=10N/kg)
钩码质量m/g
0
30
60
90
120
弹簧长度L/m
0.06
0.072
0.084
0.096
0.108
(1)根据表格中数据可以得出,弹力F与弹簧伸长量x的关系式是;
(2)该同学将上述两根同样的弹簧按图2串联起来,下面挂重为G的钩码时,甲、乙的伸长量x甲xz(选填“大于”“等于”或“小于”);
(3)该同学又将这两根弹簧按如图3并联起来,下面挂重为G的钩码时,乙弹簧长度的表达式L
【拓展练习题答案】
1.【解答】解:设系统在外力作用下弹簧的伸长量为△x,弹簧的拉力为F,根据弹簧的劲度系数定义可知,弹簧的劲度系数:k=FΔx;因动滑轮光滑且质量不计,挂钩质量不计,所以系统静止时,所受外力F=2F,由动滑轮的特点可知,系统长度增加量:
故选:D.
2.【解答】解:由题知,弹簧是轻质的,且弹簧k?、k?与弹簧k完全相同;左图中平衡时弹簧的长度为L?;右图中,对于物体m?、m?以及弹簧k?整体来说,相当于将m?+m?=m悬挂在弹簧k?的下端,且弹簧k、k?完全相同,所以,平衡时弹簧k和弹簧k?的长度相同,即:L?=L?,对于弹簧k?和物体m?来说,即m?悬挂在k?的下端,由于m?m,因此弹簧k?的伸长量小于弹簧k的伸长量,平衡时,则弹簧k?的长度:L?
故选:B.
3.【解答】解:大弹簧劲度系数为k?,小弹簧劲度系数为k?
依据F=k△x得,
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