题目内容

8.光滑水平面上有两物块A、B用轻弹簧连接在一起,其质量分别为mA=4kg和mB=6kg,当A、B分别受到相反方向的力F1=20N和F2=30N一起向右运动时,下列说法正确的是(  )
A.它们的加速度大小均为1m/s2
B.弹簧的拉力大小为26N
C.撤去F1的瞬间B的加速度不变
D.同时撤去F1、F2的瞬间,A、B的加速度方向均与原来相反

分析 先用整体法求出加速度,然后用隔离法隔离出物体A,运用牛顿第二定律求出加速度和弹簧的伸长量.

解答 解:A、以整体为研究对象,以向右为正方向,由牛顿第二定律可知
F2-F1=(mA+mB)a
a=$\frac{{F}_{2}-{F}_{1}}{{m}_{A}+{m}_{B}}=\frac{30-20}{4+6}=1m/{s}^{2}$
故AB的加速度都为1m/s2,故A正确;
B、以A为研究对象,由牛顿第二定律可知
T-F1=mAa
所以:T=F1+mAa=20+4×1=24N.故B错误;
C、撤去F1的瞬间,弹簧对B的拉力没有发生变化,所以B受到的合力不变,B的加速度不变.故C正确;
D、同时撤去F1、F2的瞬间,A、B在水平方向均只受到弹簧的弹力的作用,可知A受到的弹簧的弹力的方向向右,所以A的加速度的方向仍然向右,与原来相同.故D错误.
故选:AC

点评 本题考查了牛顿第二定律的基本运用,解答本题关键先用整体法求出加速度,再用隔离法求出系统内力.

练习册系列答案
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3.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验.图为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板.
(1)下列做法正确的是AD(填字母代号).
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.在调节长木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.为使沙桶及桶内沙的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是沙桶及桶内沙的总质量远大于小车和小车上砝码的总质量.
D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
E.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
F.在这个实验中,为了探究两个物理量之间的关系,要保持第三个物理量不变,这种探究方法叫做等效法
(2)若保持砂和砂桶质量m不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的1/M数据如下表所示.
次数12345
小车加速度a/(m•s-21.981.481.000.670.50
小车质量M/kg0.250.330.500.751.00
质量倒数1/M/kg-14.003.002.001.331.00
根据表中数据,为直观反映F不变时a与M的关系,请在图所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系,并作出图线.从图线中得到F不变时,小车加速度a与质量M之间存在的关系是a与M成反比.
(3)某同学在探究a与F的关系时,把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F,作出a-F图线如图所示,试分析图线不过原点的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大,图线上部弯曲的原因是没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量M.

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