弹簧秤读数
- 格式:ppt
- 大小:59.50 KB
- 文档页数:5
摩擦力练习题一班级姓名成绩一、选择题(本题包括12 小题,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的,有的有两个选项正确,全部选对的得 5 分,选对但不全的得3 分,有选错或不选的得0 分,共60 分)1.关于摩擦力的方向,下列说法正确的是( )A.摩擦力的方向总是与运动方向相反B.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反C.滑动摩擦力一定是阻力2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是(D.摩擦力的方向一定与压力的方向垂直)A.两个运动的物体,压力大的,所受滑动摩擦力也大B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大3.置于水平面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力大小()A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变4.下列说法中正确的是( )A.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用B.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力的作用C.两个物体之间如果有弹力的作用,就一定有摩擦力的作用D.两个物体之间如果有摩擦力的作用,就一定有弹力的作用5.如图1,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F 的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是()A.推力F 因物体悬空部分越来越大而变小B.推力 F 在物体下落前会变为原来的 1/2C.推力F 始终是μmg D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大f6.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=F N,下面说法正确的是( )A.动摩擦因数μ 与摩擦力f 成正比,f 越大,μ 越大B.动摩擦因数μ 与正压力F N成反比,F N越大,μ 越小C.动摩擦因数μ 与摩擦力f 成正比,与正压力F N成反比D.动摩擦因数μ 的大小由两物体接触的情况及材料决定7.在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做回环动作时,手握单杠又不能太紧。
弹簧测力计在力的相互性方面的应用一.选择题(共15小题)1.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B 的示数分别为()A.1N,0B.0,1NC.2N,1ND.1N,1N2.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N的拉力,并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为()A.12NB.6NC.3ND.03.一人利用左右两手水平向两端拉一支弹簧秤,若两手所施的拉力都是20N,则弹簧秤的示数为()A.0NB.20NC.40ND.不可确定4.如图所示,将两只弹簧测力计A、B挂钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的圆环,当左边弹簧测力计A的读数为8N时,右边弹簧测力计B的读数及手对弹簧测力计的拉力分别是()A.8N,8NB.8N,16NC.0N,16ND.16N,8N5.如图所示,甲、乙两个轻质弹簧,所挂物体相同,重力均为1N,当物体处于静止状态时,弹簧甲乙的示数分别为()A.1N,2NB.0N,1NC.1N,0 ND.1N,1N6.甲、乙两同学沿相反的方向水平拉测力计,测力计静止时示数是15N,则甲用的力是() A.7.5N B.30N C.15N D.无法确定7.用一对3N的水平拉力沿相反方向拉下图中的弹簧测力计,则测力计的示数是()A.3NB.6NC.0ND.无法确定8.如图所示,弹簧秤的称钩和提环上分别用细绳绕过定滑轮后吊着A、B两个物体且处于静止状态.A和B的质量都是1千克,则弹簧秤的读数为()g=10N/kg.A.0NB.10NC.20ND.无法确定9.两人各用100N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为() A.200N B.100 N C.0 D.50N10.甲、乙两个同学沿相反的方向拉同一只弹簧测力计,各用力5N.则弹簧测力计的示数为()A.10NB.5NC.2.5ND.0N11.在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙完全相同的两根弹簧,将甲弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力压甲的右端,在乙弹簧左右两端施加大小为F的压力,两根弹簧都水平静止,如图所示,此时两根弹簧的长度分别是L甲、L乙,则()A.L甲>L乙B.L甲<L乙C.L甲=L乙D.无法判断12.弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是()A.弹簧测力计的示数为0NB.弹簧测力计的示数为6NC.F1、F2是一对相互作用力D.F1、F2是一对平衡力13.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计放在水平面上并相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别拉开,F1=F2=5N,两弹簧测力计静止时,下列分析正确的是()A.甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力B.甲受力平衡,乙对甲的拉力是5N,甲的示数是5NC.乙受力平衡,甲对乙的拉力是5N,乙的示数是10ND.甲和乙受到的合力均为零,示数均为零14.如图所示,弹簧秤和细线的重力不计,物重G=1N,则弹簧秤A和B的示数分别为()A.1 N,0B.1N,2NC.2N,1ND.1N,1N15.在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙、丙、丁完全相同的四根弹簧,将甲、乙弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力拉甲的右端,用大小为F的力压乙的右端,在丙弹簧左右两端施加大小为F的拉力,在丁弹簧左右两端施加大小为F的压力,四根弹簧都水平静止,如图所示,此时四根弹簧的长度分别是上L甲、L乙、L丙、L丁,则()A.L乙=L丁<L甲=L丙B.L甲=L乙<L丙=L丁C.L丁<L乙<L甲<L丙D.L甲=L乙=L丙=L丁二.填空题(共10小题)16.甲、乙两同学各用2N的力在水平桌面上沿相反方向拉一弹簧测力计,则弹簧测力计显示的示数为 N.17.如图所示装置中,物块甲重5N,物块乙重3N,甲、乙两物块保持静止状态,不计弹簧测力计自重,滑轮与细绳之间无摩擦,则弹簧测力计示数为 N.18.如图所示,将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的吊环,当弹簧测力计静止时,左边弹簧测力计的读数为3N,则右边弹簧测力计的读数为,拉力F2的大小为.19.两个物体A、B,其重力分别为G A=25N,G B=60N现用轻质细绳将两物体通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,如图所示,B物体放置于水平地面,当整个装置处于静止状态时,弹簧测力计的示数为 N,此时B物体对地面的压力为N.20.如图所示的装置中,甲物重5N,乙物重3N,甲、乙均保持静止状态,不计弹簧秤的自重.则甲物受到的合力和弹簧测力计的示数分别 N和N.21.如图所示实验装置,甲重16N.乙重12N.静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是 N.22.如图2所示,一同学实验时在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N拉力.并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为.如图1所示,把两只相同自重为2N的弹簧测力计甲和乙串接起来,甲挂在支架上,乙的秤钩上吊一重10N的物体,当物体静止时,则甲弹簧测力计的示数为.23.如图所示,甲、乙二人用大小相同的力F1和F2沿相反方向水平拉一弹簧测力计,若F1=F2=10N.这时弹簧测力计的示数是 N.24.如图所示,三只相同的弹簧秤连接起来,在第3只弹簧秤下挂一重物,第1只弹簧秤的示数为3N,第2只弹簧秤的示数为2.5N,则物体的重力为 N,第3只弹簧秤的示数为25.如图,一个轻质弹簧秤,两端通过定滑轮悬挂质量均为100g的重物A和B,则弹簧秤的示数为 _N,弹簧秤受到的合力为N.弹簧测力计在力的相互性方面的应用参考答案与试题解析一.选择题(共15小题)1.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B 的示数分别为()A.1N,0B.0,1NC.2N,1ND.1N,1N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小.解答:解:对A来说,由重物平衡得到,弹簧的拉力大小F A=G=1N,则弹簧秤A的读数为1N.对B来说,由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小F B=G=1N,则弹簧秤B的读数为1N.故选D.点评:此题考查了利用二力平衡条件判断弹簧测力计的示数,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点.2.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N的拉力,并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为()A.12NB.6NC.3ND.0考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:在平衡力的作用下,弹簧测力计中的弹簧肯定会发生形变,所以弹簧测力计一定有示数;我们通常所说的弹簧测力计的示数是由作用在挂钩上的拉力大小决定的.解答:解:弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了6N的力,所以弹簧测力计的示数为6N.故选B.点评:此题考查的是弹簧测力计的测量,弹簧测力计是我们研究各种力学实验时都要用到的,是我们研究力学的基础,需要掌握.3.一人利用左右两手水平向两端拉一支弹簧秤,若两手所施的拉力都是20N,则弹簧秤的示数为()A.0NB.20NC.40ND.不可确定考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹簧测力计都是处于静止状态,说明弹簧测力计受到的一定是一对平衡力的作用.解答:解:弹簧测力计受平衡力的作用,弹簧测力计测出一个力的大小,但弹簧测力计两端都受到了力的作用.故选B.点评:解答此题关键是弹簧测力计的受力分析,这是解答此题的关键.4.如图所示,将两只弹簧测力计A、B挂钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的圆环,当左边弹簧测力计A的读数为8N时,右边弹簧测力计B的读数及手对弹簧测力计的拉力分别是()A.8N,8NB.8N,16N C. 0N,16N D.16N,8N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.分析:弹簧测力计使用时总是在平衡状态下使用的,即弹簧测力计在静止或匀速直线运动状态下工作的,此时弹簧测力计受到一对平衡力的作用.解答:解:弹簧秤A的读数为8N时,说明弹簧测力计A的弹簧受力为8N,即左侧手对弹簧测力计的拉力应为8N;而弹簧测力计整体要处于平衡状态,即右边弹簧测力计B对弹簧测力计A的拉力也是8N;因为力的作用是相互的,故右边弹簧测力计B拉力也应为8N;即右边弹簧测力计B的读数是8N;故选A.点评:此题根据弹簧测力计的原理分析,要学会用二力平衡的知识来分析弹簧测力计.5.如图所示,甲、乙两个轻质弹簧,所挂物体相同,重力均为1N,当物体处于静止状态时,弹簧甲乙的示数分别为()A.1N,2NB.0N,1NC.1N,0 ND.1N,1N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:应用题;图析法.分析:两种情况下弹簧都是处于静止状态,说明弹簧受到的一定是一对平衡力的作用;在拉弹簧时,两端同时用力和一端固定,效果是相同的.解答:解:因为力的作用是相互的,所以弹簧不可能只受一个力的作用.图甲中,弹簧静止,受到的是平衡力的作用,弹簧所受的拉力等于物体的重力,因此其示数就是1N;图乙中,弹簧也是静止的,因此也受到的是平衡力的作用,弹簧的示数也等于物体的重力1N.故选D.点评:弹簧不可能仅一端受力而存在示数,因为力的作用是相互的,一端用力另一端固定,和两端同时拉效果是相同的.6.甲、乙两同学沿相反的方向水平拉测力计,测力计静止时示数是15N,则甲用的力是() A.7.5N B.30N C.15N D.无法确定考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹簧测力计的读数为钩子上的受力的大小.解答:解:测力计静止时示数是15N,而读数就为钩子上受力的大小,所以两人是同时用15N的力拉弹簧测力计的.故选C.点评:本题考查了弹簧测力计的读数.读数为钩子上的受力的大小,而不是它受所的合力的大小.7.用一对3N的水平拉力沿相反方向拉下图中的弹簧测力计,则测力计的示数是()A.3NB.6NC.0ND.无法确定考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:用两个力沿相反方向的力拉弹簧测力计,与将弹簧测力计的一端固定,一个力去拉另一端,效果是等效的.解答:解:因为物体间力的作用是相互的,从两端拉弹簧测力计,与一端固定,只拉另一端,效果是相同的,弹簧测力计是只可能显示一个3N,只有A符合题意.故选A.点评:两端拉与一端拉对于弹簧来讲,所受拉力的大小是相同的,这一点我们必须明确.因为力的作用是相互的,只有一端有力的情况也是不存在的.8.如图所示,弹簧秤的称钩和提环上分别用细绳绕过定滑轮后吊着A、B两个物体且处于静止状态.A和B的质量都是1千克,则弹簧秤的读数为()g=10N/kg.A.0NB.10NC.20ND.无法确定考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用;二力平衡条件的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:根据物体受力情况与运动状态的关系可知,生活中静止的物体,必受到平衡力的作用;平衡力满足的条件是:同一物体、大小相等、方向相反、在同一直线上;根据平衡力具备的四个条件,可求出弹簧测力计的示数.解答:解:弹簧测力计处于静止状态,必受到平衡力的作用,即向左的拉力(等于A的重力)与向右的拉力(等于B的重力)是一对平衡力;而测力计的示数表示的是作用在它的挂钩上的力,即B对测力计的拉力;故测力计的示数等于B对它的拉力,即示数等于B的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N.故选B.点评:(1)静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用.(2)二力平衡的条件包括四方面:同物、同线、等大、反向.9.两人各用100N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为() A.200N B.100 N C.0 D.50N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:运动和力.分析:解答此题的关键是看物体处于什么状态.如果物体处于静止状态,那么弹簧测力计所受到的一定是一对平衡力.再根据力的作用是相互的就可以得出答案.解答:解:弹簧测力计两端沿水平方向各施加100N的拉力,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力.弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力(100N)为准,所以,其示数是100N.故选B.点评:此题主要考查对弹簧测力计读数的理解和掌握.要注意分析物体所处的状态,区分弹簧测力计的示数和弹簧所受到的合力的不同.10.甲、乙两个同学沿相反的方向拉同一只弹簧测力计,各用力5N.则弹簧测力计的示数为()A.10NB.5NC.2.5ND.0N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹簧测力计的读数等于挂钩一端对弹簧的拉力大小.解答:解:弹簧测力计的两端受的力均为5N,处于静止状态,挂钩一端受的力为5N,所以示数为5N.故选B.点评:本题结合力的作用的相互性考查弹簧测力计读数的问题,较为基础,但易错.11.在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙完全相同的两根弹簧,将甲弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力压甲的右端,在乙弹簧左右两端施加大小为F的压力,两根弹簧都水平静止,如图所示,此时两根弹簧的长度分别是L甲、L乙,则()A.L甲>L乙B.L甲<L乙C.L甲=L乙D.无法判断考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹力是物体发生弹性形变时,对与它接触的物体产生的力;弹簧受到的弹力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比.解答:解:弹簧受到的弹力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比;而图甲和乙都是使弹簧压缩的,一侧固定另一侧用力,和两侧同时用力效果相同,两图上的作用力相同,故压缩的长度相同,故有L甲=L乙;故ABD错误,C正确.故选C.点评:弹簧的形变量取决于作用在弹簧上的力的大小,作用在挂钩上的力都是F,则形变量相同,注意判断弹簧是伸长的还是压缩的.12.弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是()A.弹簧测力计的示数为0NB.弹簧测力计的示数为6NC.F1、F2是一对相互作用力 D. F1、F2是一对平衡力考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:基本仪器的使用专题.分析:因为力的作用是相互的,一个力不可能脱离开另一个力而单独存在,两个力分别向两边拉,与一端固定只拉另一端效果是相同的.解答:解:用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的;因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即3N;因为F1、F2方向相反,都作用在弹簧测力计上且均为3N,弹簧测力计静止不动,所以F1、F2是一对平衡力.故选D.点评:根据力的作用的相互性我们要明确,从两端拉测力计和一端固定拉另一端效果是相同的.13.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计放在水平面上并相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别拉开,F1=F2=5N,两弹簧测力计静止时,下列分析正确的是()A.甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力B.甲受力平衡,乙对甲的拉力是5N,甲的示数是5NC.乙受力平衡,甲对乙的拉力是5N,乙的示数是10ND.甲和乙受到的合力均为零,示数均为零考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:运动和力.分析:弹簧测力计使用时总是在平衡状态下使用的,即弹簧测力计在静止或匀速直线运动状态下工作的,此时弹簧测力计受到一对平衡力的作用.一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上;一对相互作用力与一对平衡力的不同是:平衡力是作用在一个物体上;相互作用力作用在两个物体上.解答:解:水平面上甲、乙两个测力计在拉力F1和F2作用下处于静止,则测力计受力平衡;所以,测力计甲在拉力和乙对甲的拉力作用下处于平衡;则乙对甲的拉力与甲拉力是一对平衡力,则乙对甲的拉力为5N,甲的示数为5N;测力计乙在拉力和甲对乙的拉力作用下处于平衡;则甲对乙的拉力与乙拉力是一对平衡力,则甲对乙的拉力为5N,乙的示数为5N;甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,是相互作用力,合力为0,但弹簧测力计的示数不为0.由此分析可知B选项正确,A、C、D选项错误.故选:B.点评:此题根据弹簧测力计的原理分析,要学会用二力平衡的知识来分析弹簧测力计.一对平衡力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;与相互作用力的不同之处是作用在不同物体上;会利用相互作用力判断力的大小关系.14.如图所示,弹簧秤和细线的重力不计,物重G=1N,则弹簧秤A和B的示数分别为()A.1 N,0B.1N,2NC.2N,1ND.1N,1N考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:基本仪器的使用专题.分析:弹簧秤测量弹簧所受的拉力大小,根据平衡条件求出弹簧秤A和B的读数.解答:解:对A弹簧秤:由重物处于静止状态,受平衡力作用,则弹簧的拉力大小F A=G=1N,则弹簧秤A的示数为1N.对B弹簧秤:由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小F B=G=1N,则弹簧秤B 的示数为1N.故选D.点评:本题考查对弹簧秤读数意义的理解,容易产生的错误是:认为B弹簧秤读数为2N.15.在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙、丙、丁完全相同的四根弹簧,将甲、乙弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力拉甲的右端,用大小为F的力压乙的右端,在丙弹簧左右两端施加大小为F的拉力,在丁弹簧左右两端施加大小为F的压力,四根弹簧都水平静止,如图所示,此时四根弹簧的长度分别是上L甲、L乙、L丙、L丁,则()A.L乙=L丁<L甲=L丙B.L甲=L乙<L丙=L丁C.L丁<L乙<L甲<L丙D.L甲=L乙=L丙=L丁考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:运动和力.分析:弹力是物体发生弹性形变时,对与它接触的物体产生的力;弹簧受到的弹力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比.解答:解:弹簧受到的拉力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比;而图甲和丙都是使弹簧伸长的,图乙和图丁都是让弹簧压缩的,图甲和图丙上的作用力相同,故伸长的长度相同;图乙和图丁上的作用力相同,故压缩的长度相同,故有L乙=L丁<L甲=L丙;故BCD错误,A正确;故选A点评:弹簧的伸长量取决于作用在弹簧上的力的大小,作用在挂钩上的力都是F,则伸长量相同,注意判断弹簧是伸长的还是压缩的.二.填空题(共10小题)16.甲、乙两同学各用2N的力在水平桌面上沿相反方向拉一弹簧测力计,则弹簧测力计显示的示数为 2N.考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹簧测力计在平衡状态下使用,弹簧测力计的读数等于挂钩一端的力的大小.解答:解:弹簧测力计的示数等于测力计挂钩一端所受的力也就是2N.故答案为:2.点评:这是很容易出错的题目,容易把测力计示数算成4N,实际上测力计的示数等于一端的力的大小.17.如图所示装置中,物块甲重5N,物块乙重3N,甲、乙两物块保持静止状态,不计弹簧测力计自重,滑轮与细绳之间无摩擦,则弹簧测力计示数为 3N.考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:基本仪器的使用专题.分析:弹簧测力计读数时,多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的这两个力;物体处于平衡状态时,受到的合力就是零.解答:解:乙由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向左的3N的拉力,弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的就是一对平衡力,所以甲也对弹簧测力计施加了一个3N的拉力,弹簧测力计的示数等于这个力,等于3N;故答案为:3点评:此题是一道力学的综合题,根据力的知识认真的分析,还是比较容易得出正确结论的.18.如图所示,将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的吊环,当弹簧测力计静止时,左边弹簧测力计的读数为3N,则右边弹簧测力计的读数为 3N ,拉力F2的大小为 3N.考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:弹簧测力计使用时总是在平衡状态下使用的,即弹簧测力计在静止或匀速直线运动状态下工作的,此时弹簧测力计受到一对平衡力的作用.解答:解:弹簧测力计甲的读数为3N时,说明左侧对弹簧测力计的拉力应为3N;而弹簧测力计整体要处于平衡状态,由于力的作用是相互的,则右边弹簧测力计乙对弹簧测力计甲的拉力F2也是3N,则右边弹簧测力计乙的读数是3N;故答案为:3N;3N.点评:此题根据弹簧测力计的原理分析,要学会用二力平衡的知识来分析弹簧测力计.19.两个物体A、B,其重力分别为G A=25N,G B=60N现用轻质细绳将两物体通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,如图所示,B物体放置于水平地面,当整个装置处于静止状态时,弹簧测力计的示数为 25N,此时B物体对地面的压力为 35N.考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用;压力及重力与压力的区别.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:分析A的受力,求出A对弹簧的拉力,弹簧受到的拉力大小,就是弹簧秤的示数.则弹簧测力计的示数为25N.对B进行受力分析,由平衡条件可求出B受到的地面的支持力.解答:解:(1)物体A受竖直向下的重力G A=25N,竖直向上的弹簧对A的拉力F A而静止,则这两个力是一对平衡力,F A=G A=25N.A对弹簧的拉力等于弹簧对A的拉力,大小为25N,则弹簧测力计的示数为25N.(2)弹簧测力计在水平方向受A的拉力、B的拉力而静止,则这两个力是一对平衡力,所以B对弹簧的拉力也是25N.物体间力的作用是相互的,弹簧对B的拉力是F B=25N.物体B 受竖直向上的拉力F B、竖直向上的地面的支持力F N、竖直向下的重力G而静止,则这三个力的合力为零,即F B+F N﹣G=0,F N=G﹣F B=60N﹣25N=35N.故答案为:25;35.点评:对物体正确受力分析,是解这道题的前提与关键.解力学题时,要养成对物体正确受力分析的良好习惯.20.如图所示的装置中,甲物重5N,乙物重3N,甲、乙均保持静止状态,不计弹簧秤的自重.则甲物受到的合力和弹簧测力计的示数分别 0N和 3N.考点:弹簧测力计在力的相互性方面的应用.专题:运动和力.分析:(1)物体处于平衡状态时,受到的合力就是零;(2)弹簧测力计读数时,多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的拉力.解答:解:由于甲物体处于静止状态,而静止状态是一种平衡状态,处于平衡状态的物体受到的合力为零;弹簧测力计受到乙对它一个向左的拉力,这个拉力就等于乙的重力,弹簧测力计的示数就等于这个拉力,即等于乙的重力3N.故答案为:0;3.点评:(1)会判断物体是否处于平衡状态,并且处于平衡状态的物体所受合力为零;(2)弹簧测力计处于静止状态时,受到的力是平衡力,弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小.21.如图所示实验装置,甲重16N.乙重12N.静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是 12N.。
第七章力检测题一.选择题1.下列几种估测最符合实际情况的是()A.正常成年人的重力约600N B.人步行的速度约为5m/sC.人体感觉最舒适的温度约为50°C D.一张试卷的厚度大约1cm2.如图所示,物体A和B的重力分别为10N和6N,不计弹簧秤和细线的重力及一切摩擦,则弹簧秤的计数为()A.4N B.6N C.10N D.16N3.“梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门。
”该现象说明()A.力的作用是相互的B.力可以改变物体的形状C.力可以改变物体的运动状态D.以上说法都不对4.下列数据中,你认为最接近实际的是()A.初中生所受重力约为50N B.教室内空气的质量约为50kgC.学生在校园内步行的速度约为5m/s D.让人感觉舒适而温暖的教室内温度约为25℃5.“足球进校园”活动的开展,使同学们越来越喜欢足球运动,下列现象不属于力改变物体运动状态的是()A.足球在空中沿弧线飞行B.足球在草地上越滚越慢C.被踩在脚下的足球变扁D.守门员抱住飞来的足球6.下列物体重力最接近1N的是()A.一枚大头针B.一头奶牛C.两个鸡蛋D.一张书桌7.俗话说“鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力”,从物理学角度看()A.石头对鸡蛋的作用力更大B.先有石头对鸡蛋的作用力C.鸡蛋对石头的没有作用力D.石头和鸡蛋间同时有等大的相互作用力8.在射箭运动中,以下关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是()A.瞄准时,手的拉力把弓拉弯B.松手后,弓的弹力把箭射出C.飞行中,重力让箭划出一道弧线D.中靶时,靶的阻力让箭停止运动9.关于重心,下列说法正确的是()A.空心的足球没有重心B.物体的重心不一定在物体上C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了D.物体受到的力全部都作用在重心上10.下列物体重力最接近1N的是()A.一枚大头针B.两个鸡蛋C.一头奶牛D.一张书桌11.如图所示,纸做的“不倒翁”小鸟翅膀上装有两个回形针,将鸟嘴放在指尖上转动而不会掉下来。
高中物理“轻弹簧”类问题汇总解析一、“轻弹簧”类问题在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为“轻弹簧”,是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计,选取任意小段弹簧,其两端所受张力一定平衡,否则,这小段弹簧的加速度会无限大.故轻弹簧中各部分间的张力处处相等,均等于弹簧两端的受力.弹簧一端受力为F ,另一端受力一定也为F ,若是弹簧秤,则弹簧秤示数为F . 【例1】如图3-7-1所示,一个弹簧秤放在光滑的水平面上,外壳质量m 不能忽略,弹簧及挂钩质量不计,施加弹簧上水平方向的力1F 和称外壳上的力2F ,且12F F >,则弹簧秤沿水平方向的加速度为 ,弹簧秤的读数为 .【解析】 以整个弹簧秤为研究对象,利用牛顿运动定律得: 12F F ma -=,即12F F a m-=仅以轻质弹簧为研究对象,则弹簧两端的受力都1F ,所以弹簧秤的读数为1F .说明:2F 作用在弹簧秤外壳上,并没有作用在弹簧左端,弹簧左端的受力是由外壳内侧提供的. 【答案】12F F a m-=1F 二、质量不可忽略的弹簧【例2】如图3-7-2所示,一质量为M 、长为L 的均质弹簧平放在光滑的水平面,在弹簧右端施加一水平力F 使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况.【解析】 弹簧在水平力作用下向右加速运动,据牛顿第二定律得其加速度Fa M=,取弹簧左部任意长度x 为研究对象,设其质量为m 得弹簧上的弹力为:x x F x T ma M F L M L=== 【答案】x x T F L=三、弹簧的弹力不能突变(弹簧弹力瞬时)问题弹簧(尤其是软质弹簧)弹力与弹簧的形变量有关,由于弹簧两端一般与物体连接,因弹簧形变过程需要一段时间,其长度变化不能在瞬间完成,因此弹簧的弹力不能在瞬间发生突变. 即可以认为弹力大小和方向不变,与弹簧相比较,轻绳和轻杆的弹力可以突变. 【例3】如图3-7-3所示,木块A 与B 用轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静置于地面,A B C 、、的质量之比是1:2:3.设所有接触面都光滑,当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时,木块A 和B 的加速度分别是A a = 与B a = 【解析】由题意可设A B C 、、的质量分别为23m m m 、、,以木块A 为研究对象,抽出木块C 前,木块A 受到重力和弹力一对平衡力,抽出木块C 的瞬时,木块A 受到重力和弹力的大小和方向均不变,故木块A 的瞬时加速度为0.以木块A B 、为研究对象,由平衡条件可知,木块C 对木块B 的作用力3CB F mg =.以木块B 为研究对象,木块B 受到重力、弹力和CB F 三力平衡,抽出木块C 的瞬时,木块B 受到重力和弹力的大小和方向均不变,CB F 瞬时变为0,故木块C 的瞬时合外力为3mg ,竖直向下,瞬时加速度为1.5g . 【答案】0说明:区别于不可伸长的轻质绳中张力瞬间可以突变.【例4】如图3-7-4所示,质量为m 的小球用水平弹簧连接,并用倾角为030的光滑木板AB 托住,使小球恰好处于静止状态.当AB图 3-7-2图 3-7-1 图 3-7-3突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为 ( ) A.0B.大小为233g ,方向竖直向下 C.大小为233g ,方向垂直于木板向下D. 大小为233g , 方向水平向右【解析】 末撤离木板前,小球受重力G 、弹簧拉力F 、木板支持力N F 作用而平衡,如图3-7-5所示,有cos N mgF θ=. 撤离木板的瞬间,重力G 和弹力F 保持不变(弹簧弹力不能突变),而木板支持力N F 立即消失,小球所受G 和F 的合力大小等于撤之前的N F (三力平衡),方向与N F 相反,故加速度方向为垂直木板向下,大小为23cos 3N F g a g m θ=== 【答案】 C.四、弹簧长度的变化问题设劲度系数为k 的弹簧受到的压力为1F -时压缩量为1x -,弹簧受到的拉力为2F 时伸长量为2x ,此时的“-”号表示弹簧被压缩.若弹簧受力由压力1F -变为拉力2F ,弹簧长度将由压缩量1x -变为伸长量2x ,长度增加量为12x x +.由胡克定律有: 11()F k x -=-,22F kx =. 则:2121()()F F kx kx --=--,即F k x ∆=∆说明:弹簧受力的变化与弹簧长度的变化也同样遵循胡克定律,此时x ∆表示的物理意义是弹簧长度的改变量,并不是形变量. 【例5】如图3-7-6所示,劲度系数为1k 的轻质弹簧两端分别与质量为1m 、2m 的物块1、2拴接,劲度系数为2k 的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现将物块1缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.在此过程中,物块2的重力势能增加了 ,物块1的重力势能增加了 .【解析】由题意可知,弹簧2k 长度的增加量就是物块2的高度增加量,弹簧2k 长度的增加量与弹簧1k 长度的增加量之和就是物块1的高度增加量.由物体的受力平衡可知,弹簧2k 的弹力将由原来的压力12()m m g +变为0,弹簧1k 的弹力将由原来的压力1m g 变为拉力2m g ,弹力的改变量也为12()m m g + .所以1k 、2k 弹簧的伸长量分别为:1211()m m g k +和1221()m m g k +故物块2的重力势能增加了221221()m m m g k +,物块1的重力势能增加了21121211()()m m m g k k ++【答案】221221()m m m g k + 21121211()()m m m g k k ++五、弹簧形变量可以代表物体的位移弹簧弹力满足胡克定律F kx =-,其中x 为弹簧的形变量,两端与物体相连时x 亦即物体的位移,因此弹簧可以与运动学知识结合起来编成习题.【例6】如图3-7-7所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质图 3-7-5图 3-7-6弹簧相连接的物块A B 、,其质量分别为A B m m 、,弹簧的劲度系数为k ,C 为一固定挡板,系统处于静止状态,现开始用一恒力F 沿斜面方向拉A 使之向上运动,求B 刚要离开C 时A 的加速度a 和从开始到此时A 的位移d (重力加速度为g ).【解析】 系统静止时,设弹簧压缩量为1x ,弹簧弹力为1F ,分析A 受力可知:11sin A F kx m g θ==解得:1sin A m g x kθ=在恒力F 作用下物体A 向上加速运动时,弹簧由压缩逐渐变为伸长状态.设物体B 刚要离开挡板C 时弹簧的伸长量为2x ,分析物体B 的受力有:2sin B kx m g θ=,解得2sin B m g x kθ=设此时物体A 的加速度为a ,由牛顿第二定律有:2sin A A F m g kx m a θ--=解得:()sin A B AF m m g a m θ-+=因物体A 与弹簧连在一起,弹簧长度的改变量代表物体A 的位移,故有12d x x =+,即()sin AB m m g d kθ+= 【答案】()sin A B m m g d kθ+=六、弹力变化的运动过程分析弹簧的弹力是一种由形变决定大小和方向的力,注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置、现长位置及临界位置,找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,弹性势能也是与原长位置对应的形变量相关.以此来分析计算物体运动状态的可能变化.结合弹簧振子的简谐运动,分析涉及弹簧物体的变加速度运动,往往能达到事半功倍的效果.此时要先确定物体运动的平衡位置,区别物体的原长位置,进一步确定物体运动为简谐运动.结合与平衡位置对应的回复力、加速度、速度的变化规律,很容易分析物体的运动过程. 【例7】如图3-7-8所示,质量为m 的物体A 用一轻弹簧与下方地面上质量也为m 的物体B 相连,开始时A 和B 均处于静止状态,此时弹簧压缩量为0x ,一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连接物体A 、另一端C 握在手中,各段绳均刚好处于伸直状态,物体A 上方的一段绳子沿竖直方向且足够长.现在C 端施加水平恒力F 使物体A 从静止开始向上运动.(整个过程弹簧始终处在弹性限度以内).(1)如果在C 端所施加的恒力大小为3mg ,则在物体B 刚要离开地面时物体A 的速度为多大?(2)若将物体B 的质量增加到2m ,为了保证运动中物体B 始终不离开地面,则F 最大不超过多少?【解析】 由题意可知,弹簧开始的压缩量0mgx k =,物体B 刚要离开地面时弹簧的伸长量也是0mgx k=.(1)若3F mg =,在弹簧伸长到0x 时,物体B 离开地面,此时弹簧弹性势能与施力前相等,F 所做的功等于物体A 增加的动能及重力势能的和.即:201222F x mg x mv ⋅=⋅+得: 022v gx =(2)所施加的力为恒力0F 时,物体B 不离开地面,类比竖直弹簧振子,物体A 在竖直方向上除了受变化的弹力外,再受到恒定的重力和拉力.故物体A 做简谐运动.在最低点有:001F mg kx ma -+=,式中k 为弹簧劲度系数,1a 为在最低点物体A 的加速度.图 3-7-8在最高点,物体B 恰好不离开地面,此时弹簧被拉伸,伸长量为02x ,则: 002(2)k x mg F ma +-=而0kx mg =,简谐运动在上、下振幅处12a a =,解得: 032mgF =也可以利用简谐运动的平衡位置求恒定拉力0F .物体A 做简谐运动的最低点压缩量为0x ,最高点伸长量为02x ,则上下运动中点为平衡位置,即伸长量为所在处.由002x mg k F +=,解得: 032mgF =. 【答案】022gx32mg说明: 区别原长位置与平衡位置.和原长位置对应的形变量与弹力大小、方向、弹性势能相关,和平衡位置对应的位移量与回复大小、方向、速度、加速度相关. 七.与弹簧相关的临界问题通过弹簧相联系的物体,在运动过程中经常涉及临界极值问题:如物体速度达到最大;弹簧形变量达到最大时两个物体速度相同;使物体恰好要离开地面;相互接触的物体恰好要脱离等.此类问题的解题关键是利用好临界条件,得到解题有用的物理量和结论.【例8】如图3-7-9所示,A B 、两木块叠放在竖直轻弹簧上,已知木块A B 、的质量分别为0.42kg 和0.40kg ,弹簧的劲度系数100/k N m =,若在A 上作用一个竖直向上的力F ,使A 由静止开始以20.5/m s 的加速度竖直向上做匀加速运动(210/g m s =)求:(1) 使木块A 竖直做匀加速运动的过程中,力F 的最大值;(2)若木块由静止开始做匀加速运动,直到A B 、分离的过程中,弹簧的弹性势能减少了0.248J ,求这一过程中F 对木块做的功.【解析】 此题难点在于能否确定两物体分离的临界点.当0F =(即不加竖直向上F 力)时,设木块A B 、叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x ,有:()A B kx m m g =+,即()AB m m gx k+= ① 对木块A 施加力F ,A 、B 受力如图3-7-10所示,对木块A 有: A A F N m g m a +-=②对木块B 有: 'B B kx N m g m a --= ③可知,当0N ≠时,木块A B 、加速度相同,由②式知欲使木块A 匀加速运动,随N 减小F 增大,当0N =时, F 取得了最大值m F ,即: () 4.41m A F m a g N =+=又当0N =时,A B 、开始分离,由③式知,弹簧压缩量'()B kx m a g =+,则()'Bm a g x k+=④ 木块A 、B 的共同速度:22(')v a x x =- ⑤ 由题知,此过程弹性势能减少了0.248P P W E J ==设F 力所做的功为F W ,对这一过程应用功能原理,得:21()()(')2F A B A B P W m m v m m g x x E =+++-- 联立①④⑤⑥式,且0.248P E J =,得: 29.6410F W J -=⨯【答案】(1) 4.41m F N = 29.6410F W J -=⨯【例9】如图3-7-11所示,一质量为M 的塑料球形容器,在A 处与水平面接触.它的内部有一直立的轻弹簧,弹簧下端固定于容器内部底部,上端系一带正电、质量为m 的小球在竖直方向振动,当加一向上的匀强电场后,弹簧正好在原长时,小球恰好有最大速度.在振动过程中球形容器对桌面的最小压力为0,求小球振动的最图 3-7-10 图 3-7-9大加速度和容器对桌面的最大压力.【解析】 因为弹簧正好在原长时小球恰好速度最大,所以有:=qE mg ① 小球在最高点时容器对桌面的压力最小,有:=kx Mg ②此时小球受力如图3-7-12所示,所受合力为qE kx mg F -+= ③ 由以上三式得小球的加速度mMg a =.显然,在最低点容器对桌面的压力最大,由振动的对称性可知小球在最低点和最高点有相同的加速度, 解以上式子得:Mg kx =所以容器对桌面的压力为:Mg kx Mg F N 2=+=.【答案】Mgm2Mg八、弹力做功与弹性势能的变化问题弹簧伸长或压缩时会储存一定的弹性势能,因此弹簧的弹性势能可以与机械能守恒规律综合应用,我们用公式212P E kx =计算弹簧势能,弹簧在相等形变量时所具有的弹性势能相等一般是考试热点.弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量.弹簧的弹力做功是变力做功,一般可以用以下四种方法求解:(1)因该变力为线性变化,可以先求平均力,再用功的定义进行计算; (2)利用F x -图线所包围的面积大小求解;(3)用微元法计算每一小段位移做功,再累加求和; (4)根据动能定理、能量转化和守恒定律求解.由于弹性势能仅与弹性形变量有关,弹性势能的公式高考中不作定量要求,因此,在求弹力做功或弹性势能的改变时,一般从能量的转化与守恒的角度来求解.特别是涉及两个物理过程中的弹簧形变量相等时,往往弹性势能的改变可以抵消或替代求解.【例10】如图3-7-13所示,挡板P 固定在足够高的水平桌面上,物块A 和B 大小可忽略,它们分别带有A Q +和B Q +的电荷量,质量分别为A m 和B m .两物块由绝缘的轻弹簧相连,一个不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B 连接,另一端连接轻质小钩.整个装置处于场强为E 、方向水平向左的匀强电场中,A 、B 开始时静止,已知弹簧的劲度系数为k ,不计一切摩擦及A 、B 间的库仑力, A 、B 所带电荷量保持不变,B 不会碰到滑轮. (1)若在小钩上挂质量为M 的物块C 并由静止释放,可使物块A 对挡板P 的压力恰为零,但不会离开P ,求物块C 下降的最大距离h .(2)若C 的质量为2M ,则当A 刚离开挡板P 时, B 的速度多大?【解析】 通过物理过程的分析可知,当物块A 刚离开挡板P 时,弹力恰好与A 所受电场力平衡,弹簧伸长量一定,前后两次改变物块C 质量,在第(2)问对应的物理过程中,弹簧长度的变化及弹性势能的改变相同,可以替代求解.设开始时弹簧压缩量为1x ,由平衡条件1B kx Q E =,可得1B Q Ex k= ①设当A 刚离开挡板时弹簧的伸长量为2x ,由2A kx Q E =,可得: 2A Q Ex k= ②故C 下降的最大距离为: 12h x x =+ ③ 由①②③三式可得: ()A B Eh Q Q k=+ ④ (2)由能量守恒定律可知,物块C 下落过程中,C 重力势能的减少量等于物块B 电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和.图 3-7-13 图 3-7-12当C 的质量为M 时,有:B MgH Q Eh E =+∆弹 ⑤当C 的质量为2M 时,设A 刚离开挡板时B 的速度为v ,则有:212(2)2B B MgH Q Eh E M m v =+∆++弹 ⑥由④⑤⑥三式可得A 刚离开P 时B 的速度为:2()(2)A B B MgE Q Q v k M m +=+ ⑦【答案】(1)()A B Eh Q Q k=+(2)2()(2)A B B MgE Q Q v k M m +=+ 【例11】如图3-7-14所示,质量为1m 的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为2m 的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k ,物体A B 、都处于静止状态.一不可伸长的轻绳一端绕过轻滑轮连接物体A ,另一端连接一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,物体A 上方的一段绳沿竖直方向.现给挂钩挂一质量为2m 的物体C 并从静止释放,已知它恰好能使物体B 离开地面但不继续上升.若将物体C 换成另一质量为12()m m +的物体D ,仍从上述初始位置由静止释放,则这次物体B 刚离地时物体D 的速度大小是多少?已知重力加速度为g【解析】 开始时物体A B 、静止,设弹簧压缩量为1x ,则有:11kx m g = 悬挂物体C 并释放后,物体C 向下、物体A 向上运动,设物体B 刚要离地时弹簧伸长量为2x ,有22kx m g =B 不再上升表明此时物体A 、C 的速度均为零,物体C 己下降到其最低点,与初状态相比,由机械能守恒得弹簧弹性势能的增加量为:212112()()E m g x x m g x x ∆=+-+物体C 换成物体D 后,物体B 离地时弹簧势能的增量与前一次相同,由能量关系得:22211211211211()()()()22m m v m v m m g x x m g x x E ++=++-+-∆联立上式解得题中所求速度为:2112122()(2)m m m g v m m k+=+【答案】2112122()(2)m m m g v m m k+=+说明: 研究对象的选择、物理过程的分析、临界条件的应用、能量转化守恒的结合往往在一些题目中需要综合使用. 九、弹簧弹力的双向性弹簧可以伸长也可以被压缩,因此弹簧的弹力具有双向性,亦即弹力既可能是推力又可能是拉力,这类问题往往是一题多解.【例12】如图3-7-15所示,质量为m 的质点与三根相同的轻弹簧相连,静止时相邻两弹簧间的夹角均为0120,已知弹簧a b 、对质点的作用力均为F ,则弹簧c 对质点作用力的大小可能为 ( ) A 、0 B 、F mg + C 、F mg - D 、mg F -【解析】 由于两弹簧间的夹角均为0120,弹簧a b 、对质点作用力的合力仍为F ,弹簧a b 、对质点有可能是拉力,也有可能是推力,因F 与mg 的大小关系不确定,故上述四个选项均有可能.正确答案:ABCD 【答案】 ABCD 十、弹簧振子弹簧振子的位移、速度、加速度、动能和弹性势能之间存在着特殊关系,弹簧振子类问题通常就是考查这些关系,各物理量的周期性变化也是考查的重点.图 3-7-14图 3-7-15【例13】如图3-7-16所示,一轻弹簧与一物体组成弹簧振子,物体在同一竖直线上的A B 、间做简谐运动, O 点为平衡位置;C 为AO 的中点,已知OC h =,弹簧振子周期为T ,某时刻弹簧振子恰好经过C 点并向上运动,则从此时刻开始计时,下列说法中正确的是 ( )A 、4Tt =时刻,振子回到C 点 B 、2Tt ∆=时间内,振子运动的路程为4hC 、38Tt =时刻,振子的振动位移为0D 、38Tt =时刻,振子的振动速度方向向下【解析】 振子在点A C 、间的平均速度小于在点C O 、间的平均速度,时间大于8T,选项A C 、错误;经2T 振子运动O 点以下与点C 对称的位置,总路程为4h ,选项B 正确;经38Tt =振子在点O B 、间向下运动,选项D 正确.【答案】 B D十一、弹簧串、并联组合弹簧串联或并联后劲度系数会发生变化,弹簧组合的劲度系数可以用公式计算,高中物理不要求用公式定量分析,但弹簧串并联的特点要掌握:弹簧串联时,每根弹簧的弹力相等;原长相同的弹簧并联时,每根弹簧的形变量相等.【例14】 如图3-7-17所示,两个劲度系数分别为12k k 、的轻弹簧竖直悬挂,下端用光滑细绳连接,并有一光滑的轻滑轮放在细线上;滑轮下端挂一重为G 的物体后滑轮下降,求滑轮静止后重物下降的距离.【解析】 两弹簧从形式上看似乎是并联,但因每根弹簧的弹力相等,故两弹簧实为串联;两弹簧的弹力均2G,可得两弹簧的伸长量分别为112G x k =,222G x k =,两弹簧伸长量之和12x x x =+,故重物下降的高度为:1212()24G k k x h k k +==【答案】1212()4G k k k k +十二、通电的弹簧【例15】如图3-7-18所示装置中,将金属弹簧的上端固定,下端恰好浸入水银,水银与电源负极相连,弹簧上端通过开关S 与电源正极相连.当接通开关S 后,弹簧的运动情况如何?【解析】 通电弹簧相邻两匝线圈相互平行且电流同向,两匝线圈相互吸引,从而使弹簧收缩;弹簧收缩后下端离开水银,切断了电流吸引力消失,弹簧又向下恢复原长,与水银面接触而接通电路,然后又在吸引力作用下收缩.如此反复,弹簧就不断地上下振动.十三、物体沿弹簧螺旋运动【例16】如图3-7-19所示,长度为L 的光滑钢丝绕成高度为H 的弹簧,将弹簧竖直放置.一中间有孔的小球穿过钢丝并从弹簧的最高点A 由静止释放,求经多长时间小球沿弹簧滑到最低点B .图 3-7-17图 3-7-18图 3-7-16【解析】 小球沿光滑弹簧下滑时机械能守恒,可以假想在不改变弹簧上各处倾角的条件下将弹簧拉成一条倾斜直线,如图3-7-20所示,小球沿此直线下滑的时间与题中要求的时间相等.小球沿直线下滑的加速度为sin a g θ= 由几何知识可得:sin HL θ=;由位移公式可知:212L at =,联立上式解得:2t LgH= 【答案】2LgH十四、生产和生活中的弹簧弹簧在生产和生活中有着广泛的应用,近几年高考中也出现了不少有关弹簧应用方面的试题.【例17】如图3-7-21所示表示某同学在科技活动中自制的电子秤原理,利用电压表示数来指示物体质量,托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动头与弹簧上端连接;当托盘中没放物体且S 闭合时,电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R 、总长度为L ,电源电动势为E 、内阻为r ,限流电阻阻值为0R ,弹簧劲度系数为k ,不计一切摩擦和其他阻力.(1)推导出电压表示数x U 与所称物体质量m 的关系式. (2)由(1)结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比、不便于进行刻度.为使电压表示数与待测物体质量成正比,请利用原有器材进行改进并完成电路原理图,推导出电压表示数x U 与待测物体质量m 的关系式. 【解析】(1)设变阻器上端至滑动头的长度为x ,据题意得:mg kx =,x xR R L =,0x x x R U E R R r=++解得:0()x mgREU mgR kL R r =++(2)改进后的电路如图3-7-22所示,则有:mg kx =,x xR R L=,解得: 0()x mgREU kL R R r =++ 【答案】(1)0()x mgREU mgR kL R r =++(2)0()x mgREU kL R R r =++图 3-7-20图 3-7-21图 3-7-22。
物理刻度类器材的读数问题王福星(特级教师)邹平县码头一中山东邹平256214初中物理用于测量的带刻度类物理器材有:温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤共计8种。
实验中使用这些器材测量时,学生经常问要不要估读到分度值的下一位?要不要几次测量取平均值?本文就8种刻度仪器的读数问题,结合教材和课程标准进行探讨。
一、关于误差、估读、平均值、有效数字的问题误差、估读、平均值都涉及有效数字问题,我们首先弄清这几个相关的概念。
1、误差和平均值。
了解任何实验测量结果都有误差,对初中物理学习是很必要的。
因为假如没有一些误差的初步知识,绝大多数学生误认为读取的数字位数越多越准确。
在学习物理规律时要根据实验数据得出相等、正比、反比等是困难的。
我们可以用多次测量求平均值的方法,来减小误差。
在要求多次测量取平均值的情况下,必然要求每次测量的有效数字位数相同,而当某次所测刚好与刻度线对齐时,记录结果要加一个或两个“0”来表示估读到分度值的下一位。
2、估读。
估读是当指针(指针式仪器)或当被测物体末端(非指针式仪器)在相邻两刻度之间时,需要整刻度以外的部分读出来——即估读到分度值的下一位。
3、有效数字。
物理实验总是有误差的,所得的结果是近似数。
例如,用带有mm刻度的尺测得课本的长度是18.42cm,其中最末一位数字2是估算出来的,是不可靠数字,但是仍有意义,仍要写出来。
这种带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。
4、记录测量结果的方法。
在有效数字中,数2.7、2.70、2.700的含义是不同的;它们分别代表二位、三位和四位有效数字。
数2.7表示最末一位数字7是不可靠的,而数2.70和2.700则表示最末一位数字0是不可靠的,因此,小数最后的零是有意义的,不能随便舍去或添加。
但是,小数的第一个非零的数字前面的0是用来表示小数点的位置的,不是有效数字。
例如,0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字。
大的数目,如365 000,如果不全是有效数字,就不要这样写。
初中物理实验器材读数要求初中物理用于测量的带刻度类物理器材有:温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤共计8种。
八种测量器材使用方法各不相同,但作为都是刻度类测量器材它们在使用方法上又具有四个相同点:(1)使用前调零,(2)注意量程,(3)分度值,(4)读数时要平视。
1、温度计。
教材“认清温度计的分度值,以便用温度计测量时可以准确读出温度值”,不要求估读到分度值的下一位及多次测量求平均值。
课标要求“会测量温度”,“能说出生活环境中常见的温度值”,发展学生的估测能力。
教学时要求学生使用温度计(不管哪种)前观察它的量程和认清它的分度值。
如图1中,温度计的分度值为20C,虽然水银柱在50~52之间,但靠近52,根据就近读数的原则,示数是520C。
2、电流表、电压表。
课标“会使用电流表和电压表”教材中要求“在读数据之前,要先确认你使用的量程,然后根据量程确认每个大格和每个小格所表示的值”。
没有提及估读到分度值的下一位及多次测量取平均值的问题。
如图2所示若两表所用都是小量程,电流表的分度值0.02A,电压表的分度值0.1V;虽然电流表的指针在0.36~0.38之间但靠近0.36,电压表的指针在2.5~2.6之间但靠近2.5,根据就近读数的原则,电流表的示数0.36A,电压表的示数2.5V,不要求估读到分度值下一位。
3、天平。
课标“会测固体和液体的质量”“分别说出质量为几千克、几克的一些物品”没有限定使用哪种工具,有较灵活的选择余地,发展学生的估测能力。
教材“观察天平的称量以及游码标尺上的分度值”,主要介绍了托盘天平,如图3所示托盘天平的分度值0.2g,虽然游码在1.4~1.6之间但靠近1.4,根据就近读数的原则,所称物体的质量为16.4g;不要求估读到分度值下一位。
4、量筒。
教材要求“观察你的量筒和刻度,它的量程是多少?它的每一小格代表多少立方厘米?”要求读数时,视线要跟凹面的底部或凸面的顶部相平。
电梯曳引绳张力简易检测——弹簧秤拉伸法电梯曳引绳张力检测是电梯安装验收检测的重要项目。
GB10060-93《电梯安装验收规范》第4.3.3条规定:“曳引绳绳头组合应安全可靠,并使每根曳引绳受力相近,其张力与平均值偏差均不大于5%,且每个绳头锁紧螺母均应安装有锁紧销。
”曳引绳张力偏差过大,会导致几根绳受力不均衡,磨损不均匀,使受力大的曳引绳提前报废;同时也加剧了该绳所处的曳引绳提前报废;同时也加剧了该绳绳所处的曳引轮绳槽的不均匀磨损。
此外曳引绳受力不均还会使电梯在运行中发生抖动,影响电梯的舒适感和安全可靠性。
在实际的电梯安装验收检测检验工作中,曳引绳实际张力值与平均值偏差不大于5%的标准是难以量化和把握的。
在以往的检测中,一般都采用手锤击绳法,用手锤击打曳引绳使绳振动,将手按在绳上,记录其五个周期往复振荡时间,若各曳引绳之间的张力平均时,则应符合下式:最大往复时间减去最小往复时间,再除以最小往复时间小于等于0.2。
如超出此范围,需按照上述方法进行调整,直至各曳引绳张力平均时为止。
此后电梯运行数次,再验证所测得的数据是否正确无误。
此种方法对额定载荷较大、1:1传动型式的电梯比较适用,但存在着“数值难以量化,反映出来的数据不直接准确,需验证,费时费力”的弊端。
在几年来的检测检验工作实践中,我们总结出一种电梯曳引绳张力的简易检测法——弹簧秤拉伸法。
一、原理根据力学原理,对一个物体施加一个外力,使其产生弹性变形,若对另一个与此完全相同的物体施加一个相同的外力,那么该物体所产生弹性变形量,应与前一个物体所产生的弹性变形量相同。
根据这一原理,如果我们对电梯的某根曳引绳施加一个与其受力面方向相垂直的、足以使其产生弹性变形的外力,那么它必然产生弹性变形;如果我们对另一根曳引绳施加一个与施加在上一根曳引绳上同样大小的外力,那么,这根曳引绳所发生的弹性变形量应与上一根曳引绳所发生的弹性变形量相同。
若不同,则说明这二根绳在未受外力前所受的张力不同。
7-2 图第二章 牛顿定律一、选择题:1、如图2-1所示,滑轮、绳子的质量均忽略不计,忽略一切摩擦阻力,物体A 的质量A m 大于物体B 的质量B m 。
在A 、B 运动过程中弹簧秤的读数是:[ ](A )g m m B A )(+ (B )g m m B A )(- (C )g m m m m B A B A -4 (D )g m m m m BA BA +42、在升降机的天花板上拴一轻绳,其下端系有一重物。
当升降机以加速度a 上升时,绳中的张力正好等于所能承受的最大张力的一半;当绳子刚好被拉断时升降机上升的加速度为:[ ] (A )a 2 (B ))(2g a + (C )g a +2 (D )g a +3、如图2-7所示,一竖立的圆筒形转笼,其半径为R ,绕中心轴o o '轴旋转,一物块A 紧靠在圆筒的内壁上,物块与圆筒间的摩擦系数为μ,要使A 不落下,则圆筒旋转的角速度ω至少应为:[ ](A )Rgμ (B )g μ (C )Rgμ (D )R g4、如图2-8所示,质量为m作用力的大小为:[ ](A )θsin mg (B )θcos mg(C )θcos mg (D )θsin mg5、光滑的水平桌面上放有两块相互接触的滑块,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2 .今对两滑块施加相同的水平作用力,如图所示.设在运动过程中,两滑块不离开,则两滑块之间的相互作用力N 应有 (A) N =0. (B) 0 < N < F .(C) F < N <2F. (D) N > 2F. [ ]6、质量为m 的小球,放在光滑的木板和光滑的墙壁之间,并保持平衡,如图所示.设木板和墙壁之间的夹角为α,当α逐渐增大时,小球对木板的压力将(A) 增加.(B) 减少. (C) 不变.(D) 先是增加,后又减小.压力增减的分界角为α=45°.Bm 1-2 图A8-2 图9-2 图 [ ]7、水平地面上放一物体A ,它与地面间的滑动摩擦系数为μ.现加一恒力F 如图所示.欲使物体A 有最大加速度,则恒力F与水平方向夹角θ 应满足(A) sin θ =μ. (B) cos θ =μ. (C) tg θ =μ. (D) ctg θ =μ. [ ] 8、在作匀速转动的水平转台上,与转轴相距R 处有一体积很小的工件A ,如图所示.设工件与转台间静摩擦系数为μs ,若使工件在转台上无滑动,则转台的角速度ω应满足(A) Rgs μω≤. (B) Rgs 23μω≤. (C) R gs μω3≤. (D)Rg s μω2≤. [ ]9、一个圆锥摆的摆线长为l ,摆线与竖直方向的夹角恒为θ,如图所示.则摆锤转动的周期为 (A)g l. (B) gl θcos . (C) g l π2. (D) gl θπcos 2 . [ ]10、光滑的内表面半径为10 cm 的半球形碗,以匀角速度ω绕其对称OC 旋转.已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止,其位置高于碗底4 cm ,则由此可推知碗旋转的角速度约为 (A) 10 rad/s . (B) 13 rad/s .(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s . [ ]二、填空题:1、已知质量为m 的质点沿x 轴受力为)2(+=x k F ,其中k 为常数。