题目内容
【题目】一轻质弹簧直立在地面上,其劲度系数k=400 N/m,弹簧的上端与空心物体A连接,物体B置于A内,B的上下表面恰好与A接触,如图所示.A和B质量均为1 kg,先将A向上抬高使弹簧伸长5 cm后由静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动.已知弹簧的弹性势能决定于弹簧形变大小(g取10 m/s2,阻力不计). 求:
(1)物体A的振幅;
(2)物体B的最大速率;
(3)在最高点和最低点A和B的作用力.
【答案】(1)10 cm (2)
m/s (3)10 N,向下;30 N,向上
【解析】
(1)从原长到平衡位置x1=
="5" cm
振幅A="5" cm+x1="10" cm.
(2)最大速率在平衡位置,从最高点到平衡位置过程中,前后位置的弹性势能相等,因此重力势能转化为动能.
(mA+mB)g·A=
(mA+mB)v2
v=m/s.
(3)在最高点,整体(mA+mB)g+k×5 cm=(mA+mB)a
隔离B:F1+mBg=mBa 可求得F1=10 N,向下.
在最低点:F2-mBg=mBa,得F2=30 N,向上.
优质课堂快乐成长系列答案
【题目】在探究单摆周期与摆长关系的实验中，
①关于安装仪器及测时的一些实验操作，下列说法中正确的是______。（选填选项前面的字母）
A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长l
B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上
C．使摆线偏离竖直方向某一角度α（接近5°），然后静止释放摆球
D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期
②实验测得的数据如下表所示。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
摆长l/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 | 110.00 | 120.00 |
30次全振动时间t/s | 53.8 | 56.9 | 60.0 | 62.8 | 65.7 |
振动周期T/s | 1.79 | 1.90 | 2.00 | 2.09 | 2.19 |
振动周期的平方T2/s2 | 3.20 | 3.61 | 4.00 | 4.37 | 4.80 |
请将笫三次的测量数据标在图中，并在图中作出T2随l变化的关系图象_____。
③根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是_____。
④根据图象，可求得当地的重力加速度为__________m／s2。（结果保留3位有效数字）
