题目内容

7．光滑水平面上有一质量为m=2kg的小球，小球与水平轻弹簧及竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．取g=10m/s2，以下说法正确的是（　　）
A．若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为20N
B．若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为0
C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为0
D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右

分析 先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小；再研究剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对小球受力分析，根据牛顿第二定律求出瞬间的加速度大小；
剪断弹簧的瞬间，因为绳子的作用力可以发生突变，小球瞬间所受的合力为零．

解答 解：AB、在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：F=mgtan45°=20×1=20N，
绳子拉力$T=\frac{mg}{sin45°}=20\sqrt{2}\\;N$，断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为20N，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力作用，根据牛顿第二定律得小球的加速度为：a=$\frac{F}{m}=\frac{20}{2}m/{s}^{2}$=10m/s2，故A正确，B错误；
CD、剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，此时小球所受的合力为零，则小球的加速度为零，故C正确，D错误．
故选：AC．

点评 解决本题的关键知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，剪短弹簧的瞬间，轻绳的弹力要变化，结合牛顿第二定律进行求解．

练习册系列答案
相关题目
2．如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只验电器，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是（　　）
A．合上S，使A、B两板靠近一些B．合上S，使A、B正对面积错开一些
C．断开S，使A、B间距增大一些D．断开S，使A、B正对面积错开一些
3．在如图所示的电路中，当开关S接a点时，电压表示数为5V，标有“5V  2.5W”的小灯泡L正常发光；当开关S接b点时，电流表示数为1A，电压表示数为4V．求：
（1）当开关S接a点时，电流表的示数．
（2）电阻R的阻值．
（3）电源的电动势和内阻．
15．要测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接的测量工具，某实验小组选用下列器材：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套（总质量m=0.5kg）、细线、刻度尺、秒表．他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量．请完成下列步骤．
（1）实验装置如图所示，设右边沙袋A的质量分别为m1，左边沙袋B的质量为m2；
（2）取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现A下降，B上升；（左右两侧砝码的总质量始终不变）
（3）用刻度尺测出A从静止下降的距离h，用秒表测出A下降所用的时间t，则可知A的加速度大小a=$\frac{2h}{{t}_{\;}^{2}}$；
（4）改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出a-m′（选填“a-m′”或“a-$\frac{1}{m′}$”）图线．
2．某同学用图示的装置来验证加速度和质量成反比，在自制的双层架子上固定平板玻璃，架子放在水平桌面上，连接小车的细绳跨过定滑轮与小桶相连，实验步骤如下：
①在两个小桶中装入适量细砂，并使两桶质量（含沙子）相同
②两车紧靠架子左边的挡板，在乙车上放一个砝码，同时释放两车，当车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照，在照片上，通过装置上的刻度尺，测出甲、乙两车运动的距离s1，s2，
③在乙车上逐渐增加砝码个数，重复步骤②
（1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车的质量成反比，来验证合外力一定时加速度与质量成反比；
（2）实验前，该同学将装置的左端适当垫高了一些，目的是平衡摩擦力，实验过程中乙车（填“甲”或“乙”）受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力．
（3）若该同学以$\frac{{s}_{1}}{{s}_{2}}$为横坐标，以乙车（含砝码）的质量m为纵坐标，作出的图线是直线，该直线的斜率为甲车的质量（填“甲车”、“乙车”（含砝码）或“沙桶”（含沙子））．
12．甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验装置如图1所示．

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能自由做匀速直线运动．另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m远小于小车的质量M．（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）
接下来，甲同学研究，在保持小车质量不变的条件下，其加速度与其受到牵引力的关系；乙同学研究，在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系．
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a．图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm．实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a=0.343m/s2．（结果保留三位有效数字）
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a-$\frac{1}{M}$图线后，发现：当 $\frac{1}{M}$较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象．那么，该同学的修正方案可能是A
A．改画a与$\frac{1}{M+m}$的关系图线
B．改画a与（M+m）的关系图线
C．改画a与$\frac{m}{M}$的关系图线
D．改画a与$\frac{1}{（M+m）^{2}}$的关系图线．
19．某实验小组在探究“加速度与物体质量、受力的关系”的实验中，设计如下的实验方案，实验装置如图甲所示，打点计时器所接交流电源的频率是50Hz，具体实验步骤如下：
A．按图甲所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．先接通打点计时器的电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B～D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．

回答以下问题：
（1）按上述方案做实验不要求（填“要求”或“不要求”）砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量．
（2）实验打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可测得小车的加速度是1.44m/s2．
（3）某同学根据实验中采集的数据画出了a-F图象（a表示小车的加速度，F表示砝码盘中砝码的总重量），如图丙所示，造成图线不过坐标原点的主要原因是未考虑砝码盘的重力，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力．
16．如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，小球静止．现若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，则此过程中下列说法错误的是（　　）
A．小球的速度先增大后减小B．小球离开弹簧时速度最大
C．小球速度最大时加速度为零D．小球加速度先减小后增大
17．某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，装有力传感器的小车由绕过定滑轮的细绳与砂桶连接，小车后面连接通过打点计时器的纸带．主要操作如下：
①缓慢向小桶中加入细砂，直到轻推小车后小车缓慢运动，记下此时传感器的示数F0．
②再将小车放回原处并按住，向小桶中加入一定量的细砂，此状态下传感器的示数记为F1；接通打点计时器的电源（交变电流的频率为50Hz），释放小车，小车运动过程中传感器的示数记为F2．将F1、F2数值记录在该条纸带上．
③改变砂桶中砂的质量，重复步骤②，获得多组数据．

（1）某次实验中，打出的一条纸带如图乙所示，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a=0.18m/s2．
（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，不计纸带与计时器间的摩擦．描绘小车加速度a与力F（F=F1-F0）的关系图象是B．

（3）同一次实验中，小车释放前传感器示数F1与小车加速运动时传感器示数F2的关系是F1＞F2（选填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）保持小车和力传感器质量不变时，研究a与合力F的关系时，F=C．较为合理．
A．F1B．F2C．F1-F0D．F2-F0．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网