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6.如图甲所示,轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物体(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直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2),则下列结论正确的是(  )
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B.物体的质量为3 kg
C.物体的加速度大小为5 m/s2
D.弹簧的劲度系数为7.5 N/cm

分析 物体一直匀加速上升,从图象可以看出,物体与弹簧分离后,拉力为30N;刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡;拉力为10N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,弹簧压缩量为4cm;根据以上条件列式分析即可.

解答 解:A、物体与弹簧分离时,弹簧恢复原长,故A错误;
B、C、D、刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有:
mg=kx…①
拉力F1为10N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有:
F1+kx-mg=ma…②
物体与弹簧分离后,拉力F2为30N,根据牛顿第二定律,有:
F2-mg=ma…③
代入数据解得:
m=2kg,k=500N/m=5N/cm,a=5m/s2
故C正确,BD错误;
故选:C.

点评 本题关键是由图象得出一些相关物理量,然后根据牛顿第二定律列方程分析求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

16.在用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s.用刻度尺量得点A、B、C、D到O点的距离分别为x1=1.50cm,x2=3.50cm,x3=6.00cm,x4=9.00cm.由此可知,打C点时纸带的速度大小为0.275m/s.与纸带相连小车的加速度大小为0.5m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1kg、带正电q=0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为F=0.6N的恒力,g取10m/s2.则滑块(  )
A.开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动
B.一直做加速度为2m/s2的匀加速运动,直到滑块飞离木板为止
C.速度为6m/s时,滑块开始减速
D.最终做速度为10m/s的匀速运动

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.(1)如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC发生状态变化的p-V图象.已知A→B的过程中,理想气体内能变化量为250J,吸收的热量为500J,则由B→C的过程中,气体温度降低(选填“升高”或“降低”),放出热量100J.
(2)在1atm、0℃下,1mol理想气体的体积均为22.4L.若题(1)中气体在C时的温度为27℃,求该气体的分子数(结果取两位有效数字).阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol-1

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

1.如图所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置,两个相互垂直的斜面固定在地面上,货箱A(含货物)和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连.A装载货物后从h=8.0m高处由静止释放,运动到底端时,A和B同时被锁定,卸货后解除锁定,A在B的牵引下被拉回原高度处,再次被锁定.已知θ=53°,B的质量M为1.0×103kg,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.
(1)为使A由静止释放后能沿斜面下滑,其质量m需要满足什么条件?
(2)若A的质量m=4.0×103kg,求它到达底端时的速度v;
(3)为了保证能被安全锁定,A到达底端的速率不能大于12m/s.请通过计算判断:当A的质量m不断增加时,该装置能否被安全锁定.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线.由图可知(  )
A.在t1时刻,a、b两车的运动方向相同
B.在t2时刻,a、b两车的运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一定比a车的大

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.为了验证机械能守恒定律,某同学在墙壁上固定了竖直的标尺,让小钢球在标尺附近无初速释放,然后启动数码相机的连拍功能,连拍两张照片的时间间隔为T,得到了如图所示的照片.测量出A、B、C、D、E相邻两点间的距离依次为L1、L2、L3、L4,当地重力加速度为g.
(1)为了获得钢球在C位置的动能,需要求得经C位置时的速度vc,则vc=$\frac{{L}_{2}+{L}_{3}}{2T}$.
(2)钢球经E位置时的速度表示为C.(填序号)
A.vE=4gT    B.vE=$\sqrt{2g({L}_{1}+{L}_{2}+{L}_{3}+{L}_{4})}$  C.vE=$\frac{2{L}_{4}+{L}_{3}-{L}_{2}}{2T}$
(3)用B、E两点验证钢球的机械能是否相等,实际得到的关系式为 $\frac{1}{2}$mvE2-$\frac{1}{2}$mvB2<mg(L2+L3+L4)(填“>”、“<”或“=”),原因是钢球下落过程中受到阻力.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.如图所示,水平圆盘可以通过圆心的竖直轴OO′转动,质量相等的A、B两物块(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们之间用一根细线相连,且细线通过圆盘的圆心,物块A到圆心的距离为r.物块B到圆心的距离为2.5r.已知两物块与圆盘间的动摩擦因数均为μ,两物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现使圆盘开始转动,且使其角速度ω由0逐渐增大,重力加速度为g,在A、B两物块相对圆盘没有滑动之前,下列说法正确的是(  )
A.无论ω取何值,两物块所受的摩擦力都指向圆心
B.当角速度?≤$\sqrt{\frac{2μg}{5r}}$时,细线不存在弹力
C.当角速度?=$\sqrt{\frac{2μg}{3r}}$时,物块A与圆盘间不存在摩擦力
D.当角速度?>$\sqrt{\frac{μg}{r}}$时,两物块将相对圆盘滑动

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图所示,有A,B两个小球,在A球从距地面高度为h处自由下落的同时,将B球从地面以某一初速度竖直向上抛出,两球沿同一竖直线运动.重力加速度为g,忽略空气阻力,若B球在下落过程中与A球相遇,求B球初速度的取值范围.

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