题目内容
15.如图甲所示,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x之间的关系如图乙所示(g=10m/s2),则下列结论正确的是( )A. | 物体与弹簧分离时,弹簧处于原状态 | |
B. | 弹簧的劲度系数为7.5N/cm | |
C. | 物体的质量为20kg | |
D. | 物体的加速度大小为5m/s2 |
分析 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即可.
解答 解:A、物体与弹簧分离时,弹簧与物体刚好没有弹力,故此时弹簧恢复原长,故A正确;
BCD、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=500N/m=5N/cm
a=5m/s2
故B错误,C错误,D正确;
故选:AD.
点评 本题考查牛顿第二定律的应用,关键是由图象得出一些相关物理量,然后根据牛顿第二定律列方程分析求解即可,在解题时要特别注意明确一些特殊位置的受力情况分析,如平衡以及恢复原长位置等.
练习册系列答案
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