如圖所示,傾角為θ的固定光滑斜面底部有一直斜面的固定檔板C.勁度系數(shù)為k1的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量均為m的物體A和B連接,勁度系數(shù)為k2的輕彈簧一端與A連接,另一端與一輕質(zhì)小桶P相連,跨過(guò)光滑的滑輪Q放在斜面上,B靠在檔板C處,A和B均靜止.現(xiàn)緩慢地向小桶P內(nèi)加入細(xì)砂,當(dāng)B與檔板C間擠壓力恰好為零時(shí),小桶P內(nèi)所加入的細(xì)砂質(zhì)量及小桶下降的距離分別為( 。精英家教網(wǎng)
分析:當(dāng)B與檔板C間擠壓力恰好為零時(shí),對(duì)AB整體進(jìn)行研究,由平衡條件知,繩子的拉力大小等于總重力沿斜面向下的分力,即可求出小桶P內(nèi)所加入的細(xì)砂質(zhì)量.先求出k1輕彈簧原來(lái)壓縮的長(zhǎng)度,再根據(jù)胡克定律分別求出后來(lái)兩彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度,由幾何關(guān)系求解小桶下降的距離.
解答:解:設(shè)小桶P內(nèi)所加入的細(xì)砂質(zhì)量為M.
當(dāng)B與檔板C間擠壓力恰好為零時(shí),對(duì)AB整體進(jìn)行研究,由平衡條件知,繩子的拉力大小等于總重力沿斜面向下的分力,則得到
Mg=2mgsinθ,得M=2msinθ.
未向小桶P內(nèi)加入細(xì)砂時(shí),k1輕彈簧壓縮量為x1=
mgsinθ
k1

當(dāng)B與檔板C間擠壓力恰好為零時(shí),k1輕彈簧伸長(zhǎng)量為x1′=
mgsinθ
k1
.k2輕彈簧伸長(zhǎng)量為x2=
Mg
k2
=
2mgsinθ
k2

由幾何關(guān)系得:小桶下降的距離為S=x1+x1′+x2=
2mgsinθ
k1
+
2mgsinθ
k2

故選D
點(diǎn)評(píng):本題是力平衡條件和胡克定律的綜合應(yīng)用.對(duì)于彈簧,要分析其所處的狀態(tài),由幾何知識(shí)求出彈簧的形變量與物體下降距離的關(guān)系.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2013?淮安模擬)如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高.質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,恰能滑到與O等高的D點(diǎn),g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值.
(3)若滑塊離開(kāi)C處的速度大小為4m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上的時(shí)間t.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,傾角為θ=30°的斜面體靜止固定在水平面上,現(xiàn)將一個(gè)重為30N的物體m,放在該斜面體上靜止不動(dòng),若用F=5N的拉力豎直向上提物體,物體仍靜止,下述結(jié)論正確的是( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,傾角為37°的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng).已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L(zhǎng)=7m.現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg的小木塊輕放到傳送帶的頂端,使它從靜止開(kāi)始沿傳送帶下滑,已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10m/s2.求:
(1)木塊從頂端滑到底端所需要的時(shí)間;
(2)木塊從頂端滑到底端摩擦力對(duì)木塊做的功;
(3)木塊從頂端滑到底端產(chǎn)生的熱量?

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精英家教網(wǎng)如圖所示,傾角為37°的足夠長(zhǎng)粗糙斜面下端與一足夠長(zhǎng)光滑水平面相接,斜面上有兩小球A、B,距水平面高度分別為h1=5.4m和h2=0.6m.現(xiàn)由靜止開(kāi)始釋放A球,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后,再由靜止開(kāi)始釋放B球.A和B與斜面之間的動(dòng)摩擦因素均為μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,設(shè)小球經(jīng)過(guò)斜面和水平面交界處C機(jī)械能不損失,(sin37°=0.6,cos37°=0.8). 求:
(1)為了保證A、B兩球不會(huì)在斜面上相碰,t最長(zhǎng)不能超過(guò)多少?
(2)若A球從斜面上h1高度處由靜止開(kāi)始下滑的同時(shí),B球受到恒定外力作用從C點(diǎn)以加速度a 由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),則a為多大時(shí),A球有可能追上B球?

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