题目内容

(2013·北京东城二模,19题)如图所示(a),一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移s的关系如图(b)所示(g=10 m/s2),则下列结论正确的是

A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态

B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cm

C.物体的质量为3 kg

D.物体的加速度大小为5 m/s2

 

 

 

 

 

 

 

 

【答案】D

【解析】物体一直匀加速上升,从图象可以看出,物体与弹簧分离后,拉力为30N;刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡;拉力为10N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,弹簧压缩量为4cm;根据以上条件列式分析如下:物体与弹簧分离时,弹簧恢复原长,故A错误;刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有mg=kx  ①,拉力F1为10N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有F1+kx-mg=ma   ②,物体与弹簧分离后,拉力F2为30N,根据牛顿第二定律,有F2-mg=ma    ③,代入数据解得m=2kg,k=5N/cm,a=5m/s2,故B错误,C错误,D正确;故选D.

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