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(7分)劲度系数的轻弹簧,一端拴在竖直墙上,另一端拴物体A,A的质量为,在A的上表面放有质量的物体B,如图所示,已知水平地面光滑,A和B之间的最大静摩擦力,若要使A、B两物体一起做简谐运动,则振幅的最大值是多少?

解析

选A、B为整体作为研究对象,则这一整体所受的回复力就是弹簧的弹力,由牛顿第二定律得 

时,加速度达最大值

对物体B,它做简谐运动的回复力由A物体给它的摩擦力提供,当位移时,受到的回复力达最大值,由牛顿第二定律得  ,所以

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在倾角为θ的光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连接的物体A、B.它们的质量分别是mA和mB,弹簧的劲度系数k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物体A,使之沿斜面向上运动.若重力加速度为g,求:
(1)物体B刚离开C时,物体A的加速度a.
(2)从开始到物体B刚要离开C时,物体A的位移d.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧 A 的一端固定在轨道的左端,OP 是可绕 O 点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一质量未知的小钢球.现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.
(1)还需要的器材是
天平,刻度尺
天平,刻度尺

(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对
重力势能
重力势能
的测量,进而转化为对
质量
质量
高度
高度
的直接测量.
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻弹簧 B 和 C,弹簧 A、B、C 的劲度系数均不相同.下表是记录的数据.
表一:弹簧 A
压缩量x(cm) 5 10 15 20
上升高度h(cm) 2.5 10 22.5 40
表二:压缩量 x=10cm
劲度系数k(N/m) A B C
上升高度h(cm) 10 20 30
①上述操作,采用的实验方法是
控制变量法
控制变量法

②根据以上数据,你认为弹簧的弹性势能与形变量的关系是
劲度系数一定时,弹性势能与形变量的平方成正比
劲度系数一定时,弹性势能与形变量的平方成正比
;与劲度系数的关系是
形变量一定时,弹性势能与劲度系数成正比
形变量一定时,弹性势能与劲度系数成正比

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?静安区二模)一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下:
A.有同学认为:弹簧振子的质量越大,惯性越大,周期也应该越大.也有同学认为周期跟劲度系数有关.
B.设计实验:装置如图甲.准备选用的器材有:力传感器、质量为m0的钩码若干个,劲度系数为K的轻质弹簧若干个(已知n个劲度系数为K的弹簧串联后的劲度系数为Kn=
K
n

C.实验过程如下:
用力将钩码向下拉一段距离后放手,钩码上下振动,力传感器上显示出力随时间的变化关系(如图乙),改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验,得到表一、表二的数据:

仅用一根弹簧 研究周期与质量关系
钩码的质量 m0 2m0 3m0
周期(s) 0.645 0.915 1.116

仅用一个钩码 研究周期与劲度系数关系
弹簧的个数(串数) 1 2 3
劲度系数(N/m) K K/2 K/3
周期(s) 0.645 0.910 1.120
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.问:
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是:
B
B
C
C

(2)用力传感器观测力随时间的变化关系,其目的是:
确定振动的周期
确定振动的周期

(3)周期T与弹簧振子质量的关系是:
T2∝m
T2∝m
.周期T与弹簧劲度系数的关系是:
T2
1
K
T2
1
K

(4)如果m0=50×10-3kg,K=4.74N/m,则周期表达式T=
6.28
m
K
6.28
m
K

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科目:高中物理 来源: 题型:

放在地面上的木块与一劲度系数的轻弹簧相连。现用手水平拉弹簧,拉力的作用点移动时,木块开始运动,继续拉弹簧,木块缓慢移动了的位移,求上述过程中拉力所做的功。

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科目:高中物理 来源:北京市朝阳区2010年高三一模(理科综合)物理部分 题型:计算题

(18分)

    现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中AB为大小、形状完全相同的金属板,它们构成一个电容器,其中A权被固定,两金属板的正对面积为S。金属板是空气的介电常数为,静电力常量为kCD是两根完全一样的轻质弹簧,它们的劲度系数为两弹簧一端固定,另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时,弹簧处于自然长度,两金属板间的距离为

   (1)现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电,充至电容器两极间电压为U后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计,求电容器所带电荷量;

   (2)若仅已知现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P,甲同学说:可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U0对压强进行测量;乙同学说:可以通过测量施加压强前后电容器的带电量对压强进行测量。

a.你选择上述哪种方法,指出这种方法中开关所处的状态,并简要说明理由。

b.根据你选择的方法,通过推导写出压强的表达式。

 

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