题目内容

2.如图所示,小球能在水平光滑滑杆上滑动,滑杆连同支架可以绕竖直轴转动,球通过弹簧与转动轴相连.当系统以角速度ω1匀速转动时,球离轴距离为r1=8cm.当系统角速度增加为ω2=$\frac{4}{3}$ω1时,球离轴距离为r2=9cm,则此弹簧的自然长度l0 为(  )
A.8.5 cmB.7 cmC.8 cmD.1 cm

分析 球做圆周运动时,由弹簧弹力提供向心力,根据向心力公式结合胡克定律列式即可求解.

解答 解:r1=8cm=0.08m,r2=9cm=0.09cm,
根据弹力提供向心力得:
$k({r}_{1}-{l}_{0})=m{{ω}_{1}}^{2}{r}_{1}$,
$k({r}_{2}-{l}_{0})=m{{ω}_{2}}^{2}{r}_{2}$,
联立解得:l0=0.07m=7cm,故B正确.
故选:B

点评 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,注意小球转动的半径等于弹簧的长度,不是弹簧的形变量.

练习册系列答案
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14.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量验证机械能守恒定律
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行或者操作不当的步骤是BCD.(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.测得所用重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间有四点未画出,另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点,如图2所示.经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm.根据以上数据,计算出打B点时重物的瞬时速度vB=4.00m/s;重物由O点运动到B点,重力势能减少了8.43J,动能增加了8.00J(保留3位有效数字).并可得出的结论是在误差允许范围内,重锤自由下落机械能守恒.

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