| 静态平衡 题目答案及解析

稿件来源:高途

| 静态平衡题目答案及解析如下,仅供参考!

必修1

第四章 牛顿运动定律

4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)

静态平衡

某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。

将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上,另一端悬挂钩码。钩码质量分别为$200\;\rm g$$250\;\rm g$、⋯、$500\;\rm g$,平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应的位置如图($a$)中圆点所示(钩码的质量在图中用数字标出)。悬挂的钩码质量分别为$200\;\rm g$$300\;\rm g$时,橡皮筋底端位置间的距离为                 $\;\rm cm$

[["$1.90$"]]

根据图($a$)可知悬挂的钩码质量分别为$200\;\rm g$$300\;\rm g$时,橡皮筋底端位置间的距离为$1.90\;\rm cm$

根据图($a$)中各点的位置可知,在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的                 (选填“质量”或“质量的增加量”)成正比,由此可求出橡皮筋的劲度系数为                 $\:\rm{{N}}/{{m}}$(保留$2$位有效数字,重力加速度取$9.8\;\rm m/s^{2}$);

[["质量的增加量","$52$"]]

根据图像可知钩码每增加相同的质量橡皮筋增加相同的长度,故在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的质量的增加量成正比。

设橡皮筋原长为$L_{0}$,劲度系数为$k$,根据胡克定律$F=kx$;其中$F=mg$$x$为橡皮筋长度的增加量。

设悬挂质量为$m_{1}$$m_{2}$的钩码时,橡皮筋长度的增加量分别为$x_{1}$$x_{2}$,则$m_{1}g=kx_{1}$$m_{2}g=kx_{2}$

两式相减得$(m_{2} − m_{1})g=k(x_{2} − x_{1})$

$m_{1}=200g=0.2\;\rm kg$$m_{2}=300g=0.3\;\rm kg$$\Delta x=x_{2} − x_{1}=1.9\;\rm cm=1.9 \times 10^{-2}\;\rm m$

根据$(m_{2} − m_{1})g=k(x_{2} − x_{1})$,可得$k=\dfrac{\left( m_{2}-m_{1} \right)g}{x_{2}-x_{1}}=\dfrac{(0.3-0.2) \times 9.8}{1.9 \times 10^{- 2}}\;\rm {N/m} \approx {52\;\rm N/m}$

悬挂的钩码质量为$m$时,在橡皮筋底端施以水平向右的力$F$,平衡时橡皮筋方向如图($b$)中虚线所示,图($b$)中测力计的示数给出了力$F$的大小,则$F=$                 $\;\rm N$$m=$                 $\;\rm g$(选填“$200$”“$300$”或“$400$”)。

[["$1.00$","$300$"]]

根据图($b$)可知$F=1.00\;\rm N$;设橡皮筋与竖直方向夹角为$\theta$,对橡皮筋下端点进行受力分析有$\tan\theta=\dfrac{F}{mg}$;从图中可知$\tan\theta \approx \dfrac{12}{37}$,结合$F=1.0\;\rm N$

可得$m ≈ 0.31\;\rm kg$,所以取$m=300\;\rm g$

| 静态平衡题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示,、是两个带有同种电荷的小球,现用两根绝缘细线将它们悬挂于真空中同一点,已知两球静止时,它们离水平地面的高度相等,线与竖直方向的夹角分别为、,且,现有以下判断,其中正确的是 如图所示,游泳池中有一初学者双手借助一块浮板,在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动,他的双手对浮板施加的力 高速列车的速度越高,空气阻力的影响越大,所以高速列车的车头需通过风洞实验优化空气动力学设计。某动车组由节车厢编组而成,其中第、、、节为动力车厢,其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有的大型电动机提供动力,每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力外,还会受到风阻作用,第节列车所受风阻,其余每节车厢所受的风阻,表达式中表示动车行驶速度,为比例系数,为。试求: 如图所示,轻杆一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮,重物系一绳经固定在墙上的点,滑轮与绳的质量及摩擦均不计若将绳一端从点沿墙稍向上移,系统再次平衡后,则 小董同学使用了质量为,直径为的篮球开展运动,篮球受到空气阻力,重力加速度取。 如图所示,水平传送带在电机带动下逆时针转动,开始时,质量为的物块在水平细绳的牵引下静止在传送带上,现以点为中心,逆时针旋转细绳,调整拉力的方向,发现当细绳沿方向时,拉力方向与水平方向夹角,细绳所受的拉力与细绳水平时相等,已知重力加速度,,,求:
今日推荐