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一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg的物体A、B,...

一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12kg的物体A、B,将他们竖直静止在水平面上,如图所示,现将一竖直向上的变力F作用A上,使A开始向上做匀加速运动,经0.4s物体B刚要离开地面,求:(设整个过程弹簧都在弹性限度内,取g=10m/s2
(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值;
(2)此过程中力F所做的功.

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(1)当物体A刚开始做匀加速运动时,拉力F最小,设为F1.当物体B刚要离开地面时,拉力F最大,设为F2.分别对A、B运用牛顿第二定律即可求解; (2)在力F作用的0.4 s内,初末状态的弹性势能相等,由功能关系即可求解. 【解析】 (1)t=0时,弹簧的压缩量为x1,则:x1==m=0.15m t=0.4s时,物体B刚要离开地面,弹簧对B的拉力恰好等于B的重力,设此时弹簧的伸长量为x2,则:x2==0.15m A向上匀加速运动过程,有: 解得:a=3.75m/s2 t=0时,外力F最小:Fmin=ma=45N t=0.4s时,外力F最大,由牛顿第二定律得 对A:Fmax-mg-kx2=ma, 解得:Fmax=285N (2)过程末了时刻A的速度:υ=at=3.75×0.4=1.5m/s, 在A上升的过程中,弹簧由压缩0.15m的状态变为伸长0.15m,弹力所作功的代数和为零,由动能定理有: 解得力F所做的功:WF=49.5J 答:(1)此过程中所加外力F的最大值为285N,最小值为45N; (2)此过程中外力F所做的功为49.5 J.
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考点分析:
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小球编号ABCD
小球的半径(×10-2m)0.50.51.01.5
小球的质量(×10-3kg)25545
小球的终极速度(m/s)16401040
(1)根据表中的数据,求出C球与D球在达到终极速度时所受的空气阻力之比fC:fD
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①纸带的    端与重物相连.(填“左”或“右”)
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量△EP=    ,物体动能的增加量△E K=    .(取三位有效数字)
③通过计算,数值△EP 与△E K并不相等,这是因为   
(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每5个点取好计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答
①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是   
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②打A纸带时,物体的加速度大小是    m/s2.(取三位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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