题目内容

如图所示,PQ为一固定水平放置的光滑细长杆,质量均为m的两小球A、B穿于其上,两球被穿于杆上的轻弹簧相连.在A、B两球上还系有长度为2L的轻线,在轻线中间系有质量不计的光滑定滑轮E,C、D球质量分别为m和2m,用轻绳连接并跨过定滑轮.释放C、D后,当C、D球运动时轻弹簧长度也为L,已知劲度系数为K,(弹簧在弹性限度内,重力加速度为g)
求:
(1)C、D球运动时,连接C、D的轻绳中张力T;
(2)求细杆对A球的弹力FA大小;
(3)求弹簧的原始长度?

解:C、D球在竖直方向做匀变速运动,则它们的加速度大小为:a==
以C球为研究对象,则有:T-mg=ma
得轻绳的拉力为:T=mg+ma=mg
(2)对滑轮,设AE线的拉力为T1,有:2T1cos30°=2T
得:T1=
对A球,在竖直方向:FA=mg+T1sin60°
得:FA=
(3)对A球:在水平方向有:F=T1cos60°
得:F=
弹簧被压缩,所以弹簧原长:L0=L+x=L+=L+
答:(1)C、D球运动时,连接C、D的轻绳中张力为mg;
(2)细杆对A球的弹力FA大小为
(3)弹簧的原始长度是L+
分析:(1)释放C、D后,C、D都做匀变速运动,加速度大小相等,由整体法根据牛顿第二定律求出它们的加速度大小,再对C球研究,由牛顿第二定律求出连接C、D的轻绳中张力T;
(2)对滑轮研究,竖直方向上力平衡,求出AE线的拉力,再对A球研究,由平衡条件求出细杆对A球的弹力FA大小.
(3)对A球研究,由平衡条件得到弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的压缩量,再求出弹簧的原始长度.
点评:本题中有连接体问题和平衡问题.连接体的加速度大小相等,也可以根据整体法求出加速度,隔离法求解绳子的拉力.
练习册系列答案
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(2010?山东)(1)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d0开始时讲模板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
①木板的加速度可以用d、t表示为a=
2d
t2
2d
t2
;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)
保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值
保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值

②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是
c
c

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是
bc
bc

A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
(2)在测定金属电阻率的试验中,某同学连接电路如图所示.闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):
①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是
待测金属丝
待测金属丝
(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).
②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至
直流电压10V
直流电压10V
档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”),再将
(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是
O
O
E
E
E
E
(1)在“探究求合力的方法”时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,先后两次拉伸橡皮条,一次是用两个弹簧秤通过两细绳互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.在本实验中,下列说法正确的是
ABC
ABC
 
A.实验过程中,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行    B.两次拉橡皮条时都应将橡皮条沿相同方向拉到相同长度     C.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些     D.实验中只要把作出的两个力的合力与另一个合力的大小进行比较就可以了
(2)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t. ①木板的加速度可以用d、t表示为a=
2d
t2
2d
t2
;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)
保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值
保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值
. ②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是
c
c

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是
cd
cd
.  a.可以改变滑动摩擦力的大小  b.可以获得更大的加速度以提高实验精度
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小 d.可以更方便地获取多组实验数据.

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