如圖2-30，一個彈簧臺秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都可以不計，盤內(nèi)放一個物體P處于靜止。P的質(zhì)量為12kg，彈簧的勁度系數(shù)k=800N/m�，F(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速運動。已知在前0.2s內(nèi)F是變化的，在0.2s以后F是恒力，則F最大值是多少？

F最大值即N=0時，F(xiàn)=ma+mg=210（N）


解析:

【分析解答】解題的關(guān)鍵是要理解0.2s前F是變力，0.2s后F的恒力的隱含條件。即在0.2s前物體受力和0.2s以后受力有較大的變化。

以物體P為研究對象。物體P靜止時受重力G、稱盤給的支持力N。

因為物體靜止，∑F=0

N=G=0    ①

N=kx0    ②

設(shè)物體向上勻加速運動加速度為a。

此時物體P受力如圖2-31受重力G，拉力F和支持力N′

據(jù)牛頓第二定律有

F+N′-G=ma    ③

當0.2s后物體所受拉力F為恒力，即為P與盤脫離，即彈簧無形變，由0～0.2s內(nèi)物體的位移為x0。物體由靜止開始運動，則

將式①，②中解得的x0=0.15m代入式③解得a=7.5m/s2

F的最小值由式③可以看出即為N′最大時，即初始時刻N′=N=kx。

代入式③得

Fmin=ma+mg-kx0

=12×(7.5+10)-800×0.15

=90(N)

F最大值即N=0時，F(xiàn)=ma+mg=210（N）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖a所示是一個處于豎直平面內(nèi)的特殊運動軌道，OA是長為x1=2R的直軌道，AE是傾角為30°的斜軌道，它們與滑塊的動摩擦因數(shù)都為μ=4/9，EDF是圓心在B點，半徑為R的光滑圓弧，D點是最高點，ED圓弧上方有一個高度與滑塊相近的光滑圓弧形擋板PQ，軌道上的A、E兩點理想連接，使滑塊經(jīng)過這兩點時不損失機械能，且AE⊥EB．可視為質(zhì)點的滑塊，質(zhì)量為m，以v0的初速度從O點進入OA直軌道，滑塊在OA軌道運動時，受到水平向右的動力作用，它的大小隨滑塊與O點的距離變化，如圖b所示，圖中F0=mg．滑塊經(jīng)A點滑上斜軌道，到達軌道最高點D時恰好對軌道和擋板都無壓力，此時立刻撤除圓弧形擋板PQ．滑塊經(jīng)D點后能無碰撞地進入一個特殊的漏斗C，漏斗C能將滑塊以進入時的速率反向彈出．求：
（1）滑塊在D點時的速度大小；
（2）初速度v0的大�。�
（3）滑塊從漏斗C彈出后會再次經(jīng)過D點嗎？若會經(jīng)過D點，求經(jīng)多長時間再次到達D點，漏斗離F點的距離x2多大？若不會經(jīng)過D點，請說明理由．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?商丘三模）如圖所示，靜止在粗糙水平面上的斜面體有三個光滑斜面AB、AC和CD．已知斜面AB與水平方向成37°角，斜面AC與水平方向成
53°角，斜面CD與水平方向成30°角，A點與C點的豎直高度為h1=0.8m，C點與D點的豎直高度為h2=3.25m．在D點右側(cè)的水平面上有一個一端固定的輕質(zhì)彈簧，自然長度時彈簧左端到D點的水平距離為s=3.8m．質(zhì)量均為m=1kg的物體甲和乙同時從頂點A由靜止釋放，之后甲沿斜面AB下滑，乙沿AC下滑．在甲乙兩物體下滑過程中，斜面體始終處于靜止狀態(tài)，且兩物體運動中經(jīng)過B點、C點、D點時，速度大小不改變，只改變方向．乙進入水平面后向右運動，與彈簧接觸后壓縮彈簧，最大壓縮量為x=0.25m，然后彈簧又將乙物體彈開，乙物體向左運動恰好到達D點停止，甲物體進入水平面后便向左運動最終停止．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：
（1）乙物體與水平面的動摩擦因數(shù)？
（2）彈簧的最大彈性勢能為多少？
（3）通過計算，說明甲乙兩物體是否同時滑到水平面上？
（4）若以釋放甲乙物體時作為t=0時刻，作出斜面體受到地面的摩擦力大小f隨時間變化的圖線（不要求寫出作圖依據(jù)，但要在圖象中標明有關(guān)數(shù)據(jù)）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?海淀區(qū)一模）（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關(guān)于該實驗，下列說法正確的是
AC
AC

    A．某同學(xué)在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小．
    B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
    C．應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
    D．應(yīng)選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝
v
．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學(xué)提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過討論采納了該同學(xué)的建議．

①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質(zhì)量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4…，讀出小球每次通過Q點的速度v1、v2、v3、v4、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？
（3）某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為
50.15
50.15
mm；
②用螺旋測微器測量其直徑如右上圖，由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為
220
220
Ω．
④該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S
導(dǎo)線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在右框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
⑤若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年四川省成都市高新區(qū)高三2月月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，在光滑的水平桌面內(nèi)有一直角坐標系xOy，在y軸正半軸與邊界直線MN間有一垂直于紙面向外磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，直線MN平行于y軸，N點在x軸上，在磁場中放置一固定在短絕緣板，其上表面所在的直線過原點O且與x軸正方向成α=30°角，在y軸上的S點左側(cè)正前方處，有一左端固定的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧的右端與一個質(zhì)量為m，帶電量為q的帶電小球接觸（但不栓接），彈簧處于壓縮鎖定狀態(tài)，在某時刻解除鎖定，帶電小球?qū)⒋怪庇趛軸從S點射入磁場，垂直打在絕緣板上，并以原速率反向彈回，然后經(jīng)過直線MN上的P點并垂直于MN向右離開磁場，在x軸上有一點Q，已知NP=4L，NQ=3L，則：

 

（1）小球帶何種電荷？小球從S進入磁場后經(jīng)多長時間打在絕緣板上？

（2）彈簧解除鎖定前的彈性勢能是多少？

（3）如果在直線MN的右側(cè)加一方向與桌面平行的勻強電場，小球在電場力的作用下最后在Q點垂直擊中x軸，那么，該勻強電場的電場強度是多少？方向如何？

 

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科目：高中物理 來源：2011年山東省高三第三次定時訓(xùn)練物理卷 題型：計算題

如圖a所示是一個處于豎直平面內(nèi)的特殊運動軌道，OA是長為x1=2R的直軌道，AE是傾角為30°的斜軌道，它們與滑塊的動摩擦因數(shù)為，EDF是圓心在B點，半徑為R的光滑圓弧，D點是最高點，ED圓弧上方有一個高度與滑塊相近的光滑圓弧形擋板PQ，軌道上的A、E兩點理想連接，使滑塊經(jīng)過這兩點時不損失機械能，且AE⊥EB可視為質(zhì)點的滑塊，質(zhì)量為m，以v0的初速度從O點進入OA直軌道，滑塊在OA軌道運動時，受到水平向右的動力作用，它的大小隨滑塊與O點的距離變化，如圖b所示，圖中F0=mg滑塊經(jīng)A點滑上斜軌道，到達軌道最高點D時恰好對軌道和擋板都無壓力，此時立刻撤除圓弧形擋板PQ滑塊經(jīng)D點后能無碰撞地進入一個特殊的漏斗C，漏斗C能將滑塊以進入時的速率反向彈出，求：

1.滑塊在D點時的速度大��；

2.初速度v0的大��；

3.滑塊從漏斗C中彈出后會再次經(jīng)過D點嗎？若會經(jīng)過D點，請求出經(jīng)多長時間再次到達D點，漏斗離F點的x2多大？若不會經(jīng)過D點，請說明理由。

 

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