题目内容

2.如图所示,原长L0=10cm、劲度系数k=200N/m的轻弹簧下端悬挂小球,轻绳一端系小球,另一端固定在拉力传感器上.小球静止时,轻绳水平,传感器读数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)小球的质量m?
(2)此时弹簧的长度L?
(3)突然剪断轻绳求突然剪断瞬间小球的加速度?

分析 (1)对小球受力分析,根据平衡条件求小球的重力;
(2)根据胡克定律求出弹簧的长度.
(3)根据牛顿第二定律求得加速度.

解答 解:(1)根据几何关系:mg=Fcotθ                 
得:m=0.4kg                   
(2)弹簧弹力:${F}_{1}=\frac{F}{sinθ}$=5N
F1=k(L-L0
解得:L=12.5cm 
(3)剪短瞬间,小球受到的合力F=3N,根据牛顿第二定律可知F=ma,解得a=7.5m/s2
答:(1)小球的质量m为0.4kg:
(2)此时弹簧的长度L为12.5cm.
(3)突然剪断轻绳求突然剪断瞬间小球的加速度为7.5m/s2

点评 本题考查了受力分析以及平衡条件的应用,可以用合成法,也可以用正交分解法.

练习册系列答案
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20.某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验,待测小灯泡上标有“3.8V,0.3A”字样.要求测量结果尽量精确,并绘制出小灯泡两端电压在0~3.8V范围内完整的伏安特性曲线.
(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求,其中电压表的内阻约10kΩ,电流表的内阻约0.5Ω,则在如图1所示的两种实验方案中,应选择图A所示电路进行实验.(选填选项下面的字母序号)

(2)若实验中只提供了量程为100mA,内阻rg 为6.0Ω的电流表A1,为了绘制完整的伏安特性曲线,需要将电流表A1改装成量程为0.4A的电流表A2,则应将电流表A1并联(选填“串联”或“并联”)一个阻值为2.0Ω的定值电阻,才能实现改装的要求.
(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示,根据这个特性曲线,同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系,或与通过其电流的关系,猜想出了如图3所示的关系图象,其中可能正确的是AB.(选填选项下面的字母序号)

(4)根据图2所示的伏安特性曲线可知,这只小灯泡两端电压由1.0V变化到3.8V的过程中,灯丝的电阻值变大.(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(5)某同学将该小灯泡与一个阻值为4.0Ω的定值电阻串联后,接在一个电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源上,组成一个闭合电路,则此时该小灯泡实际功率约为0.38W.(保留2位有效数字)

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