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弹力
(答题时间:20分钟)
1. 台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点,反弹后速度为v1,方向与球桌边框夹角仍为θ,如图所示。OB垂直于桌边,则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中,正确的是( )
A. 可能沿OA方向 B. 一定沿OB方向
C. 可能沿OC方向 D. 可能沿OD方向
2. 一个质量可以不计的弹簧,其弹力F的大小与长度l的关系如图中的直线a、b所示,这根弹簧的劲度系数为( )
A. 1 250 N/m B. 625 N/m
C. 2 500 N/m D. 833 N/m
3. 探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为( )
A. L0=0.02 m k=500 N/m B. L0=0.10 m k=500 N/m
C. L0=0.02 m k=250 N/m D. L0=0.10 m k=250 N/m
4. 下列叙述中正确的是( )
A. 挂在电线下的电灯,受重力作用拉紧电线,使电线发生形变,对电灯产生向上的拉力
B. 电灯挂在电线下,电灯和电线同时发生形变,电灯受到向上的拉力是由于电灯发生了形变
C. 电灯挂在电线下,电灯对电线的拉力是由于电灯形变有向下恢复原状的趋势产生的
D. 挂在电线下的电灯对电线的拉力就是电灯受到的重力
5. 如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动,若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
A. l2>l1 B. l4>l3 C. l1>l3 D. l2=l4
6. 如图所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态,已知重力加速度为g,忽略一切摩擦。
(1)求物体B对地面的压力;
(2)把物体C的质量改为5m,这时C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度。
1. B 解析:台球与球桌边框碰撞时,受到边框的弹力作用,弹力的方向应与边框垂直,与台球前后运动的方向没有关系,即沿OB方向,故选B。
2. C 解析:由图象可以看出在直线a对应的阶段,弹簧处于压缩状态,弹力F随着缩短量的减小而减小,当弹簧长度为12 cm时恢复原长;直线b对应的是弹簧的伸长阶段,弹力F随伸长量的增大线性递增。由此可看出,当弹力F=100 N时,弹簧对应的形变量x=4 cm,根据胡克定律,可求出弹簧的劲度系数k==2 500 N/m。
3. D 解析:由胡克定律知F1=k(L1-L0)①
F2=k(L2-L0)②
由①②代入数据解得:L0=0.10 m,k=250 N/m。
4. AC 解析:根据弹力的概念可知,物体发生形变后,由于要恢复原状,对跟它接触的物体(即使其发生形变的物体)会产生弹力的作用。电线发生形变后对电灯产生弹力(向上的拉力),电灯发生形变后对电线产生弹力(向下的拉力),所以A、C正确,B错误。电灯对电线的拉力大小等于电灯的重力,但是它们是两种不同的力:①它们的性质不同,拉力属于弹力;②受力物体不同,电灯对电线的拉力的受力物体是电线,电灯重力的受力物体是电灯;③施力物体不同,电灯对电线的拉力的施力物体是电灯,重力的施力物体是地球。故D错误。
5. D 解析:由于弹簧质量不考虑,所以四种情况下弹簧的伸长量只由力F的大小决定,力F大小相同,则弹簧伸长量相同,由题意可知,力F的作用在物体右端且大小相等,所以l1=l2=l3=l4,故D选项正确。
6. (1)4mg (2)
解:(1)对AB整体:mg+FN=5mg,所以FN=4mg;
(2)对C:FT=5mg,对A:FT=Fk+2mg,所以Fk=3mg,即kx1=3mg,x1=。
开始时,弹簧的压缩量为x2,则kx2=2mg-mg=mg,所以A上升的高度为:hA=x1+x2=。
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