题目内容

8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是(  )
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B.物体的加速度大小为5m/s2
C.物体的质量为2kg
D.弹簧的劲度系数为7.5N/cm

分析 物体与弹簧分离时,弹簧处于原长状态.由图读出x=0时和x=4cm时F的值,由这两个状态,由牛顿第二定律分别列式,联立可求得物体的质量和加速度,再由胡克定律求弹簧的劲度系数.

解答 解:A、由图知:当x≥4cm时,F保持不变,说明物体不再受弹簧的弹力,可知x=4cm时物体与弹簧开始分离,弹簧处于原长状态,故A错误.
BC、初始时物体处于静止状态,合力为0,
当x=0时,当施加F时物体的合力等于此时F的值为F1=10N,由牛顿第二定律得:F1=ma,
当x=4cm时,拉力F的值为F2=30N,由牛顿第二定律得:F2-mg=ma,
联立以上两式可解得:m=2kg,a=5m/s2.故BC正确;
D、弹簧原来的压缩量x=4cm-0=4cm,由胡克定律有:mg=kx,解得:k=5N/cm,故D错误.
故选:BC.

点评 本题的关键是明确物体的受力情况,知道物体与弹簧分离时,它们间的弹力为零这一临界条件,还要把握x=0时物体的合力等于F,分别根据牛顿第二定律列方程研究.

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