题目内容

【题目】如图所示,轻弹簧原长L0=10cm、劲度系数K=100N/m,传感器可以读出轻绳上的弹力大小。小球静止时,轻绳水平,传感器计数F=3N,弹簧的轴线与竖直方向的夹角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)。求:

(1)此时弹簧的长度L;

(2)若将水平轻绳剪断,则剪断瞬间,小球的加速度大小和方向。

【答案】(1)15cm;(2)7.5m/s2,方向向右

【解析】

(1)以物体为研究对象,受力分析如图所示:

根据几何关系可知:

,

代入数据可得:

;

根据平衡条件可得弹簧弹力:

,

由胡克定律可知:

,

解得

;

(2)轻绳剪断瞬间弹簧弹力不能瞬变,由三力平衡可知:

重力与弹簧弹力合力大小即为F

则由牛二律可得:

方向水平向右;

练习册系列答案
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【题目】某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13 V,内阻小于3 Ω,由于直流电压表量程只有3 V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15 V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:

第一步:按电路图连接实物

第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零

第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3 V

第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为________V

第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15 V的电压表。

(2)实验可供选择的器材有:

A.电压表(量程为3 V,内阻约2 kΩ)

B.电流表(量程为3 A,内阻约0.1 Ω)

C.电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω)

D.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0~20 Ω,额定电流2 A)

F.滑动变阻器(阻值为0~20 kΩ )

回答:电阻箱应选________,滑动变阻器应选________。

(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V,内阻为________Ω.

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