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如图4所示,轻弹簧上端固定,下端连接着重物(质量为m),先由托板M托住m,使弹簧比自然长度缩短L,然后由静止开始以加速度a匀加速向下运动.已知a<g,弹簧劲度系数为k,求经过多长时间托板M将与m分开.


见分析
【试题分析】

当托板与重物分离时,托板M对重物m的支持力为零,重物只受重力和弹簧的弹力,在这两个力作用下,当重物的加速度也为a时,重物与托板恰好分离,由于a<g,所以此时弹簧拉力必为F=kx.物体受力如图5所示.
根据牛顿第二定律,得mg-kx=ma,
即x=m(g-a)/k
由运动学公式,有L+x=at2/2
则L+m(g-a)/k=at2/2
得t=

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?重庆模拟)(1)为了简单测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,按以下步骤进行:
a.将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上,固定木板P,在桌面上标记弹簧自由端位置O.将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置,如图1所示.
b.将小木块从静止开始释放,小木块运动至B位置停止.
c.将弹簧移至桌边,使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐,如图2所示,固定木板P,使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置,使
.
OC
=
.
OA
,将小木块从静止开始释放,小木块落至水平地面D处,O'为O点在水平地面的竖直投影点.若已经测得OB距离为L,OO'间竖直高度为h.小木块可看做质点,不计空气阻力.
①为测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量是:
O′与D点的距离x
O′与D点的距离x
(用文字和字母表示)
②写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式:μ=
x2
4Lh
x2
4Lh
(用测得的物理量的字母表示) 
(2)在做测量一电源的电动势和内电阻的实验时,备有下列器材:
A.定值电阻:
R
 
0
=2Ω
B.直流电流表(量程0~0.6A,内阻不能忽略)
C.直流电压表(量程0~3V,内阻较大)
D.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)
F.开关S及导线若干
①滑动变阻器选用
D
D
(填“D”或“E”).
②某同学将选定的器材在图3所示的实物图上连线完成了部分实验电路,请你以笔画线做导线连接正确的电路.
③按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点作出拟合图线如图4所示,由图象可得该电源的电动势E=
2.95
2.95
V,内电阻r=
0.770
0.770
Ω(结果均保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.物块A1、A2、B1和B2的质量均为m,A1、A2用刚性轻杆连接,B1、B2用轻质弹簧连接,两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状态,如图1所示.今突然撤去支托物、让物块下落,在除去支托物的瞬间,A2受到的合力为F1,B2受到的合力为F2,则F1=
mg
mg
,F2=
2mg
2mg


Ⅱ.如图2所示,在重力加速度为g的空间,有一个带电荷量为+Q的场源电荷置于O点,B、C为以O为圆心、半径为R的竖直圆周上的两点,A、B、O在同一竖直线上,AB=R,O、C在同一水平线上.现在有一质量为m、电荷量为-q的有孔小球,沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始滑下,滑至C点时速度的大小为
5gR
.则B、A两点间电势差大小为
mgR
2q
mgR
2q
,若从A点自由释放,下滑到B点的速度大小为
3gR
3gR

Ⅲ.为研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图3所示的装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图4所示.
①漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同?
A
A
(填写仪器序号).
A.打点计时器;B.秒表;C.毫米刻度尺;D.电流表
②已知单摆周期T=2s,在图4中AB=24.10cm,BC=27.90cm,CD=31.90cm、DE=36.10cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为VD=
0.34
0.34
m/s,滑块的加速度为a=
0.04
0.04
m/s2(保留两位小数)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是
B
B

A.布朗运动是分子的无规则热运动
B.气体分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力也增大
C.导热性能各向同性的固体,一定不是单晶体
D.机械能不可能全部转化为内能
(2)如图1所示,一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计.气缸内封闭了一定质量的理想气体.现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中
CD
CD

A.气体的内能增大
B.气缸内分子平均动能增大
C.气缸内气体分子密度增大
D.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

(3)在做用油膜法估测分子的大小实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得50滴这样的溶液为1mL.把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅水盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃放在坐标纸上,其形状如图2所示,坐标纸正方形小方格的边长为20mm.则油酸膜的面积是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2,每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3,根据上述数据,可估算出油酸分子的直径.
B.(选修模块3-4)
(1)关于对光现象的解释,下列说法中正确的是
AC
AC

A.自然光斜射到玻璃表面时,反射光和折射光都是偏振光
B.水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C.光纤导光利用了光的全反射规律
D.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
(2)一列横波沿x轴正方向传播,在t0=0时刻的波形如图3所示,波刚好传到x=3m处,此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
(选填“先”、“后”或“同时”)到达波峰位置;若该波的波速为10m/s,经过△t时间,在x轴上-3m~3m区间内的波形与t0时刻的正好相同,则△t=
0.4ns(n=1,2,3┅)
0.4ns(n=1,2,3┅)

(3)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律,装置如图4所示,水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子,滑块上固定有传感器的发射器.把弹簧拉长5cm由静止释放,滑块开始振动.他们分析位移一时间图象后发现,滑块的运动是简谐运动,滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls,则弹簧振子的振动频率为
0.5
0.5
Hz;以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向,则滑块运动的表达式为x=
5cosлt
5cosлt
cm.

C.(选修模块3-5)
(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是
B
B

A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)一群氢原子处于量子数n=4能级状态,氢原子的能级      示意图如图5所示,那么
金属
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氢原子可能发射
6
6
种频率的光子.
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz,用这样的光子照射右表中几种金属,金属
能发生光电效应,发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是
0.65
0.65
eV.(普朗克常量h=6?63×10-34J?S,1eV=1.6×10-19J)
(3)在氘核
 
2
1
H
和氚核
 
3
1
H
结合成氦核
 
4
2
He
的核反应方程如下:
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV

①这个核反应称为
聚变
聚变

②要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中
放出
放出
(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
减少
减少
(选填“增加”或“减少”)了
3×10-29
3×10-29
㎏(保留一位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(一)电压表是测定电路两端电压的仪表,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表的内阻并不是无限大.为了测定某一电压表的内阻,给出了以下器材:
A.待测电压表(0~3V,内阻在3.5kΩ~4.5kΩ之间);
B.电流表(0~1mA);C.滑动变阻器(0~50Ω);
D.开关;E.电源(1.5V的干电池两节);F.导线若干
要求多测几组数据,利用作图法求电压表的内阻.
(1)某同学设计了如图1所示的电路图,但根据电路图正确连接实物后,在实际测量时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都几乎不发生变化,请你简述他在设计中存在的问题
 

(2)请你另外设计一个电路图,画在图2所示的方框内.
(3)根据你设计的电路图,将图3中实物连接起来.
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(二)有一学生要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘.如图4所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:
 

(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
钢球飞行水平距离s(m) 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?
 

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?深圳二模)(1)根据要求,完成“验证力的平行四边形定则”实验.
①如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖立在桌面上,用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点,另一端B连结两条轻绳,跨过定滑轮后各栓一细绳套,分别 挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重lN),调整滑轮的位置,稳定后结点B位 于O处,记下
O的位置
O的位置
和两条轻绳的方向,取下滑轮及钩码.
②如图乙所示,取某单位长度表示lN,用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处,记下测力计的读数F′=
5.0
5.0
N,取下测力计.
③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示.(图作在答题卡上)
④对比F和F′的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是
测量存在误差
测量存在误差
(填一个原因)

(2)图1是“用伏安法测量金属丝电阻率ρ”的实验电路图.
①用螺旋测微器测得金属丝直径d如图2所示,可读出d=
3.95
×10
-4
 
3.95
×10
-4
 
m.
②闭合电键,调节P的位置,读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数,算出对 应的电阻R,利用多组数据绘出如图3所示的R-x图象,可得该图线的斜率 k=
10
10
Ω/m.
③利用图线的斜率k、金属丝的直径d,得到金属丝电阻率ρ的表达式为
π
d
2
 
k
4
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上,可以测 量电源的电动势和内阻.闭合电键,调节P的位置,读出多组电压表和电流表的 示数,把实验得到的数据绘成如图4所示的U-I图象,得出电源的电动势 E=
2.80
2.80
V;若R0=2.0Ω,则电源的内阻r=
1.0
1.0
Ω.

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同步练习册答案