题目内容

9.细绳一端系着一个质量为m的小球,另一端固定在竖直墙上,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(已知cos53°=0.6,sin53°=0.8)(  )
A.小球静止时细绳的拉力大小为$\frac{3}{5}$mg
B.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g
C.小球静止时弹簧的弹力大小为$\frac{4}{3}$mg
D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为$\frac{3}{5}$g

分析 小球静止时,分析受力情况,由平衡条件求解弹簧的弹力大小和细绳的拉力大小.细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,即可求出加速度.

解答 解:A、小球静止时,分析受力情况,如图,由平衡条件得:
弹簧的弹力大小为:F=mgtan53°=$\frac{4}{3}mg$
细绳的拉力大小为:T=$\frac{mg}{cos53°}=\frac{5mg}{3}$,故C正确,A错误.
B、细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:
a=$\frac{5}{3}g$.故B、D错误.
故选:C.

点评 本题中小球先处于平衡状态,由平衡条件求解各力的大小,后烧断细绳,小球处于非平衡条件,抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键.

练习册系列答案
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18.在用图甲装置进行“探究恒力做功与滑块动能变化的关系”实验中,某同学设计了如下实验步骤:
a.用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起,在质量为M的滑块上系上细绳,细绳的另一端通过有光滑转轴的定滑轮挂上钩码;
b.反复移动垫块的位置,调整长木板的倾角θ,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
c.取下细绳和钩码,同时记录钩码的质量m;
d.保持长木板的倾角不变;启动打点计时器,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动,到达底端时关闭电源;
e.取下纸带进行分析,计算恒力做的功与滑块动能的变化,探寻它们间的关系.

回答下列问题:(重力加速度为g,结果用已知和测量的物理量字母表示)
(1)滑块在匀加速下滑过程中,所受的合力大小F=mg;
(2)实验中,得到的纸带如图乙所示,已知打点计时器的工作频率为,f在纸带上从某一点O开始每隔一个点选取一个计数点,分别标有O、A、B、C、D、E、F、G,测得相邻计数点间的距离如图所示:
①打点计时器打下A点时滑块的速度vA=$\frac{({s}_{1}+{s}_{2})f}{4}$;
②选取纸带上AF两点进行研究,则从A到F,滑块动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}M{[\frac{({s}_{6}+{s}_{7})f}{4}]}^{2}-\frac{1}{2}M{[\frac{({s}_{1}+{s}_{2})f}{4}]}^{2}$;
合力F做的功WF=mg(s2+s3+s4+s5+s6).若在误差允许范围内AEk=WF,则可初步确定恒力做的功等于滑块动能的变化.

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