内容正文:
第二章 相互作用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意;选对的得4分,错选或不选的得0分)
1.在植树活动中,两名同学分别用力和共同抬起一筐土,筐与土所受的总重力为150N,下列可能将该筐土抬起的两个力是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【详解】A.若,,则和的合力最大值为
故A错误;
B.若,,则和的合力范围为
故B正确;
C.若,,则和的合力最大值为
故C错误;
D.若,,则和的合力最大值为
故D错误。
故选B。
2.在教材中,有以下语句:任何物体受力时都会产生形变,只是形变有时很明显,可以用肉眼直接观察;有时很微小,需要借助仪器将其“放大”才能观察到。如图所示的装置可以显示出硬木板的微小形变,以下说法正确的是( )
A.重物受到的重力就是压力
B.重物向上形变使物体受到向上支持力
C.重物受到支持力的方向与桌面恢复形变的方向一致
D.压力和支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.重力和压力是不同性质的力,故A错误;
BC.桌面向下形变使重物受到向上支持力,重物受到支持力的方向与桌面恢复形变的方向一致,故B错误,C正确;
D.压力和支持力是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
3.如图所示为市场上销售的某款晾衣篮,上方篮子通过四条等长的轻质细线对称悬挂,下方篮子通过四条等长的轻质细线竖直悬挂处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.上方四条悬挂细线中的拉力相同
B.上方细线越长,细线中的拉力越大
C.上方细线中的拉力大小可能等于下方细线中的拉力大小
D.上方细线中的拉力大小一定大于下方细线中的拉力大小
【答案】D
【详解】A.根据对称性,上方四条悬挂细线中的拉力大小相等,方向不同,故A错误;
BCD.设上方、下方篮子和衣物的总质量分别为、,上方、下方细线的拉力大小分别为、,上方细线与竖直方向的夹角为,根据平衡条件有
,
整理得
上方细线越长时,越小,越大,越小,再由
>
则,故BC错误,D正确;
故选D。
4为了帮助学生建立文明礼仪的意识,兴宁一中每个年级都成立了礼仪队,由每个班级轮流进行,佩戴礼仪带,站在教学楼楼梯入口处的水平地面上,看见老师要弯腰行礼。如图所示,弯腰时人上身前倾一定角度,全身保持平衡,脚相对地面静止不动,则下列说法正确的是( )
A.脖子对头的作用力沿脖子斜向上 B.脖子对头的作用力方向竖直向上
C.脚受到向前的静摩擦力 D.脚受到向后的静摩擦力
【答案】B
【详解】AB.以头为对象,根据受力平衡可知,脖子对头的作用力方向竖直向上,故A错误,B正确;
CD.以整个人对对象,根据受力平衡可知,水平地面对脚的摩擦力为0,故CD错误。
故选B。
5.榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式,我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿,凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄,将木工凿尖端钉入木头,木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示,锤子对木工凿施加的力F沿竖直面向下,木工凿对木头的侧面和竖直面的压力分别为和,下列说法正确的是( )
A.和是的两个分力
B.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于
C.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于F
D.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于F
【答案】D
【详解】A.和是凿子对木头的弹力,其大小等于在垂直两接触面方向上的分力大小,故A错误;
BCD.将沿垂直两接触面分解,如图
分力大小分别等于和,则由数学知识可知一定大于和;当时,,当时,,当时,,故BC错误,D正确。
故选D。
6.为探究摩托车避震系统弹簧的劲度系数,小明从摩托车修理店中买来两根摩托车避震系统的弹簧,并委托师傅将两根弹簧并联后加上坐垫,小明测得自身体重是100kg,弹簧坐垫竖直放置时的长度是40cm,小明站上坐垫后静止时同学测得弹簧的长度变为37.5cm,g取,则根据以上数据可测得一根避震系统的弹簧劲度系数为( )
A.10000N/m B.20000N/m C.40000N/m D.80000N/m
【答案】B
【详解】对小明受力分析,有
将cm-37.5cm=2.5cm代入解得k=20000N/m
故选B。
7.传送带输送线是物流搬运和输送的常见设备,、图中货物的重力均为G,匀速转动的传送带斜面的倾角为,箭头代表传送带的运动方向,货物均与传送带保持相对静止,且传送带均足够长。以下说法正确的是( )
A.图a中的货物受到的摩擦力方向沿传送带斜面向下
B.图b中的货物相对于传送带有向上运动的趋势
C.图a、b中传送带给货物的作用力的大小都为G
D.若图b中的传送带突然停止转动,货物受到的摩擦力方向不会改变
【答案】C
【详解】A.货物均与传送带保持相对静止,即货物向下做匀速直线运动,根据平衡条件可知,图a中的货物受到的摩擦力方向沿传送带斜面向上,故A错误;
B.货物均与传送带保持相对静止,即货物向上做匀速直线运动,根据平衡条件可知,图b中的货物受到的摩擦力方向沿传送带斜面向上,则货物相对于传送带有向下运动的趋势,故B错误;
C.对货物进行分析,货物受到重力、传送带的支持力与摩擦力,根据平衡条件可知,支持力与摩擦力的合力大小与重力相等,方向与重力方向相反,即图a、b中传送带给货物的作用力的大小都为G,故C正确;
D.若图b中的传送带突然停止转动,货物相对于传送带向上运动,货物受到沿传送带向下的滑动摩擦力,即货物受到的摩擦力方向会改变,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得0分)
8.如图1所示,某手机店用放在水平面上的折叠支架来展示手机,图2为示意图,背部支撑面与底部支撑面垂直,不计背部支撑面与手机间的摩擦,减小背部支撑面与水平面的夹角,则( )
A.支架底座与水平面间摩擦力增大
B.手机对底部支撑面的压力减小
C.手机对支架的作用力增大
D.手机重力和底部支撑面对手机作用力的合力增大
【答案】BD
【详解】A.以整体为研究对象,整体受到重力与地面的支持力,方向均在竖直方向上,水平方向没有运动趋势,可知支架底座与水平面间摩擦力为零,故A错误;
B.对手机受力分析,手机对底部支撑面的支持力为
减小背部支撑面与水平面的夹角,手机对底部支撑面的压力减小,根据牛顿第三定律可知,手机对底部支撑面的压力减小,故B正确;
C.对手机受力分析,根据平衡条件可知,手机对支架的作用力大小始终等于手机的重力,故C错误;
D.根据平衡条件可知,手机重力和底部支撑面对手机作用力的合力等于背部支撑面对手机的支持力,背部支撑面对手机的支持力
减小背部支撑面与水平面的夹角,背部支撑面对手机的支持力增大,故D正确。
故选BD。
9.上海世博会主题馆顶部采用的是“张弦梁”结构增加结构稳定性,如图就是一个简要的张弦梁结构,质量为M的AB长杆水平放置在桥墩上,质量为m的CD短杆竖直放置,从底部支撑杆AB,防止AB发生形变,最后用两根不可伸长绳子拉伸固定,绳子质量忽略不计,绳子与CD夹角均为θ,重力加速度为g。关于单根绳子的张力F,以下判断一定正确的是( )
A.
B.
C.F的大小随着θ变化而变化
D.F的大小不随θ变化而变化
【答案】BC
【详解】A.对AB和CD整体,根据平衡条件得
是桥墩对AB长杆的支持力,则
故A错误;
B.设AB对CD的压力大小为,对CD,根据平衡条件有
则
故B 正确;
CD.根据
的大小 随着变化而变化,故C正确,D错误。
故选BC。
10.如图所示,光滑竖直墙壁和光滑水平地面之间,在水平推力F作用下,两个通过轻弹簧连接的小球处于静止状态。已知弹簧始终在弹性限度范围内且不会弯曲。改变推力F,水平面上小球向左移动小段距离后静止,则( )
A.推力F变大
B.弹簧长度变长
C.墙壁对小球的弹力变小
D.水平面对小球的支持力变大
【答案】BC
【详解】BC.设弹簧与竖直方向的夹角为α,改变推力F,水平面上小球向左移动小段距离后静止,则α减小,以竖直墙壁的小球为研究对象,由分析受力情况,根据平衡条件得
α减小,cosα增大,则F弹减小,弹簧变长;墙壁对小球的弹力N=mgtanα
α减小,N减小,故C错误,B正确;
A.对整体研究:水平方向F=N,则作用力F将减小,故A错误;
D.对系统进行受力分析,在竖直方向:水平面对小球的支持力FN=(m1+m2)g不变,故D错误;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11.(6分)实验小组采用图甲装置验证“力的平行四边形定则”。
(1)如图乙所示,直接用一个弹簧测力计去拉细绳,使汇力圆环与平板上的定位圆重合,记录这个拉力的大小和方向;此时拉力大小如图丁所示,则拉力______N;
(2)分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端,使汇力圆环与平板上的定位圆重合,调整两条细绳的方向如图丙所示,记录两个拉力的方向,此时左右两弹簧的读数分别为、;
(3)在戊图中用力的图示法验证“力的平行四边形定则”_____(请在答题卡上作答,其他地方作答无效);
(4)关于本实验中的实验操作及实验结果,以下说法正确的是______(填标号)。
A.拉橡皮条时,为了操作方便,可以稍微斜向上拉弹簧测力计
B.用汇力圆环代替细绳结点是为了更便捷、更准确的拉到同一位置,减小误差
C.细绳的方向沿着射线方向进行实验是为了减少实验误差和方便操作
D.用两弹簧测力计拉橡皮筋时,由于汇力圆环有抖动,此时可用手轻轻按住圆环以便准确读数
【答案】 4.05/4.04/4.06; BC
【详解】[1]弹簧测力计读数F=4.05N
[2]用力的图示法验证“力的平行四边形定则”,注意选取适当的标度,如图
[3]
A.拉橡皮条时,不可以斜向上拉弹簧测力计,需要与平板保持平行,故A错误;
B.为减小误差,用汇力圆环代替细绳结点拉到定位圆的位置,使得实验更便捷、更准确,故B正确;
C.细绳的方向沿着射线方向进行实验能方便操作且减少实验误差,故C正确;
D.用手轻轻按住圆环会使得细绳不在同一平面上,弹簧测力计读数会发生变化,导致误差增大,故D错误。
故选BC。
12.(10分)某实验小组在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后,为提高测量精度,重新设计实验方案来测量弹簧的劲度系数k。实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用卡钳将游标卡尺的游标尺竖直固定在一定高度;
②弹簧的一端固定在游标卡尺尺身的外测量爪上,另一端勾住钢球上的挂绳;
③将钢球放在水平放置的电子天平上,实验中始终保持弹簧竖直且处于拉伸状态(在弹性限度内);
④初始时,调节游标卡尺使其读数为0.00,此时电子天平示数为;
⑤缓慢向下拉动尺身,改变电子天平的示数m,m每增加,拧紧游标尺紧固螺钉,读出对应的游标卡尺读数L,在表格中记录实验数据。
完成下列填空:
(1)缓慢向下拉动尺身,弹簧伸长量将____________(填“增大”或“减小”);
(2)部分实验数据如下表,其中6号数据所对应的游标卡尺读数如图乙所示,其读数为:____________;
数据编号
1
2
3
4
5
6
游标卡尺读数
0.00
4.00
8.10
12.08
16.00
?
电子天平示数
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
(3)根据上表,用“×”在图丙坐标纸中至少描出5个数据点,并绘制图像;
(4)写出m随L的变化关系:____________(用、L、k和重力加速度g表示);
(5)根据图像可得弹簧的劲度系数____________(g取,结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)减小
(2)
(3)
(4)
(5)2.45
【详解】(1)弹簧处于伸长状态,缓慢向下拉动尺身,弹簧总长度减小,故弹簧伸长量将减小;
(2)其中6号数据所对应的游标卡尺读数
(3)图像如图所示
(4)设钢球的质量为,初始状态弹簧的伸长量,则
两式联立得
(5)由
可知图像的斜率为
得
四、计算题(本题共3小题,共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
13.(10分)一质量为的小球悬挂在一原长为的轻质弹簧下端,弹簧竖直,如图甲所示。静止时,弹簧的长度为,弹簧处于弹性限度内,重力加速度为。
(1)求弹簧的劲度系数。
(2)若该小球与该弹簧连接,整体置于一倾角为的光滑固定斜面上,弹簧另一端固定在垂直于斜面的挡板上,弹簧与斜面平行,图乙所示。则小球处于静止状态时,弹簧的长度为多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)弹簧竖直,小球静止时,根据平衡条件可得
解得弹簧的劲度系数
(2)小球与该弹簧连接,整体置于一倾角为的光滑固定斜面上,小球静止时,根据平衡条件可得
解得弹簧的长度为
14.(13分)如图为一吊车的简化模型,一绳索一端固定在车体滚轮上,一端连接一个挂钩,绳索绕过支撑硬杆上端的定滑轮,通过挂钩吊起货柜,转动滚轮,货柜缓慢上升。货柜通过四根对称的钢索挂在挂钩上,每根钢索与竖直方向的夹角均为(图中未画出),挂钩质量为,货柜质量为,,绳索、钢索和滑轮质量不计,滑轮与绳索及轴承之间的摩擦均可忽略不计,重力加速度大小为。求:
(1)货柜与挂钩连接的每根钢索所受拉力的大小;
(2)绳索对定滑轮的作用力。
【答案】(1)
(2),方向与竖直方向成斜向右下
【详解】(1)对货柜受力分析,列平衡方程,有
解得
(2)绳索对定滑轮的作用力方向如图所示,即为的方向
货柜和挂钩缓慢上升,则
根据力的合成
两绳索合力大小为
绳索对定滑轮的作用力大小为
方向与竖直方向成斜向右下。
15.(15分)2019年11月14日,中国火星探测任务着陆器悬停避障试验取得圆满成功,如图甲是由多根钢缆悬挂的试验平台。某同学为了研究钢缆对平台的拉力随高度的变化,建立了如图乙所示的简化模型进行探究,平台质量为M,由两根等长且质量可忽略的钢缆悬挂于A、B两点,A、B等高,相距S。平台到A、B连线的高度为S的k倍,k值可由安装在A、B处的装置调整,每根钢缆对平台的拉力大小设为F。
(1)若,求F;
(2)若F = Mg,求k值;
(3)求F随k变化的关系式,并说明随k值增大,F怎样变?
【答案】(1)
(2)
(3),可知随着k值增大,F减小
【详解】(1)当时,设两根绳子与竖直方向恰好均成α角,由几何关系和平衡条件得
解得
(2)若F = Mg时,设绳子与竖直方向夹角为β,由几何关系和平衡条件得
解得
,
(3)设绳子与竖直方向夹角为θ,由几何关系和平衡条件得
解得
可知随着k值增大,F减小
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第二章 相互作用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意;选对的得4分,错选或不选的得0分)
1.在植树活动中,两名同学分别用力和共同抬起一筐土,筐与土所受的总重力为150N,下列可能将该筐土抬起的两个力是( )
A., B.,
C., D.,
2.在教材中,有以下语句:任何物体受力时都会产生形变,只是形变有时很明显,可以用肉眼直接观察;有时很微小,需要借助仪器将其“放大”才能观察到。如图所示的装置可以显示出硬木板的微小形变,以下说法正确的是( )
A.重物受到的重力就是压力
B.重物向上形变使物体受到向上支持力
C.重物受到支持力的方向与桌面恢复形变的方向一致
D.压力和支持力是一对平衡力
3.如图所示为市场上销售的某款晾衣篮,上方篮子通过四条等长的轻质细线对称悬挂,下方篮子通过四条等长的轻质细线竖直悬挂处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.上方四条悬挂细线中的拉力相同
B.上方细线越长,细线中的拉力越大
C.上方细线中的拉力大小可能等于下方细线中的拉力大小
D.上方细线中的拉力大小一定大于下方细线中的拉力大小
4为了帮助学生建立文明礼仪的意识,兴宁一中每个年级都成立了礼仪队,由每个班级轮流进行,佩戴礼仪带,站在教学楼楼梯入口处的水平地面上,看见老师要弯腰行礼。如图所示,弯腰时人上身前倾一定角度,全身保持平衡,脚相对地面静止不动,则下列说法正确的是( )
A.脖子对头的作用力沿脖子斜向上 B.脖子对头的作用力方向竖直向上
C.脚受到向前的静摩擦力 D.脚受到向后的静摩擦力
5.榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式,我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿,凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄,将木工凿尖端钉入木头,木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示,锤子对木工凿施加的力F沿竖直面向下,木工凿对木头的侧面和竖直面的压力分别为和,下列说法正确的是( )
A.和是的两个分力
B.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于
C.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于F
D.凿子尖端打磨的夹角不同,一定大于F
6.为探究摩托车避震系统弹簧的劲度系数,小明从摩托车修理店中买来两根摩托车避震系统的弹簧,并委托师傅将两根弹簧并联后加上坐垫,小明测得自身体重是100kg,弹簧坐垫竖直放置时的长度是40cm,小明站上坐垫后静止时同学测得弹簧的长度变为37.5cm,g取,则根据以上数据可测得一根避震系统的弹簧劲度系数为( )
A.10000N/m B.20000N/m C.40000N/m D.80000N/m
7.传送带输送线是物流搬运和输送的常见设备,、图中货物的重力均为G,匀速转动的传送带斜面的倾角为,箭头代表传送带的运动方向,货物均与传送带保持相对静止,且传送带均足够长。以下说法正确的是( )
A.图a中的货物受到的摩擦力方向沿传送带斜面向下
B.图b中的货物相对于传送带有向上运动的趋势
C.图a、b中传送带给货物的作用力的大小都为G
D.若图b中的传送带突然停止转动,货物受到的摩擦力方向不会改变
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得0分)
8.如图1所示,某手机店用放在水平面上的折叠支架来展示手机,图2为示意图,背部支撑面与底部支撑面垂直,不计背部支撑面与手机间的摩擦,减小背部支撑面与水平面的夹角,则( )
A.支架底座与水平面间摩擦力增大
B.手机对底部支撑面的压力减小
C.手机对支架的作用力增大
D.手机重力和底部支撑面对手机作用力的合力增大
9.上海世博会主题馆顶部采用的是“张弦梁”结构增加结构稳定性,如图就是一个简要的张弦梁结构,质量为M的AB长杆水平放置在桥墩上,质量为m的CD短杆竖直放置,从底部支撑杆AB,防止AB发生形变,最后用两根不可伸长绳子拉伸固定,绳子质量忽略不计,绳子与CD夹角均为θ,重力加速度为g。关于单根绳子的张力F,以下判断一定正确的是( )
A.
B.
C.F的大小随着θ变化而变化
D.F的大小不随θ变化而变化
10.如图所示,光滑竖直墙壁和光滑水平地面之间,在水平推力F作用下,两个通过轻弹簧连接的小球处于静止状态。已知弹簧始终在弹性限度范围内且不会弯曲。改变推力F,水平面上小球向左移动小段距离后静止,则( )
A.推力F变大
B.弹簧长度变长
C.墙壁对小球的弹力变小
D.水平面对小球的支持力变大
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11.(6分)实验小组采用图甲装置验证“力的平行四边形定则”。
(1)如图乙所示,直接用一个弹簧测力计去拉细绳,使汇力圆环与平板上的定位圆重合,记录这个拉力的大小和方向;此时拉力大小如图丁所示,则拉力______N;
(2)分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端,使汇力圆环与平板上的定位圆重合,调整两条细绳的方向如图丙所示,记录两个拉力的方向,此时左右两弹簧的读数分别为、;
(3)在戊图中用力的图示法验证“力的平行四边形定则”_____(请在答题卡上作答,其他地方作答无效);
(4)关于本实验中的实验操作及实验结果,以下说法正确的是______(填标号)。
A.拉橡皮条时,为了操作方便,可以稍微斜向上拉弹簧测力计
B.用汇力圆环代替细绳结点是为了更便捷、更准确的拉到同一位置,减小误差
C.细绳的方向沿着射线方向进行实验是为了减少实验误差和方便操作
D.用两弹簧测力计拉橡皮筋时,由于汇力圆环有抖动,此时可用手轻轻按住圆环以便准确读数
12.(10分)某实验小组在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后,为提高测量精度,重新设计实验方案来测量弹簧的劲度系数k。实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用卡钳将游标卡尺的游标尺竖直固定在一定高度;
②弹簧的一端固定在游标卡尺尺身的外测量爪上,另一端勾住钢球上的挂绳;
③将钢球放在水平放置的电子天平上,实验中始终保持弹簧竖直且处于拉伸状态(在弹性限度内);
④初始时,调节游标卡尺使其读数为0.00,此时电子天平示数为;
⑤缓慢向下拉动尺身,改变电子天平的示数m,m每增加,拧紧游标尺紧固螺钉,读出对应的游标卡尺读数L,在表格中记录实验数据。
完成下列填空:
(1)缓慢向下拉动尺身,弹簧伸长量将____________(填“增大”或“减小”);
(2)部分实验数据如下表,其中6号数据所对应的游标卡尺读数如图乙所示,其读数为:____________;
数据编号
1
2
3
4
5
6
游标卡尺读数
0.00
4.00
8.10
12.08
16.00
?
电子天平示数
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
(3)根据上表,用“×”在图丙坐标纸中至少描出5个数据点,并绘制图像;
(4)写出m随L的变化关系:____________(用、L、k和重力加速度g表示);
(5)根据图像可得弹簧的劲度系数____________(g取,结果保留3位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题,共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
13.(10分)一质量为的小球悬挂在一原长为的轻质弹簧下端,弹簧竖直,如图甲所示。静止时,弹簧的长度为,弹簧处于弹性限度内,重力加速度为。
(1)求弹簧的劲度系数。
(2)若该小球与该弹簧连接,整体置于一倾角为的光滑固定斜面上,弹簧另一端固定在垂直于斜面的挡板上,弹簧与斜面平行,图乙所示。则小球处于静止状态时,弹簧的长度为多少?
14.(13分)如图为一吊车的简化模型,一绳索一端固定在车体滚轮上,一端连接一个挂钩,绳索绕过支撑硬杆上端的定滑轮,通过挂钩吊起货柜,转动滚轮,货柜缓慢上升。货柜通过四根对称的钢索挂在挂钩上,每根钢索与竖直方向的夹角均为(图中未画出),挂钩质量为,货柜质量为,,绳索、钢索和滑轮质量不计,滑轮与绳索及轴承之间的摩擦均可忽略不计,重力加速度大小为。求:
(1)货柜与挂钩连接的每根钢索所受拉力的大小;
(2)绳索对定滑轮的作用力。
15.(15分)2019年11月14日,中国火星探测任务着陆器悬停避障试验取得圆满成功,如图甲是由多根钢缆悬挂的试验平台。某同学为了研究钢缆对平台的拉力随高度的变化,建立了如图乙所示的简化模型进行探究,平台质量为M,由两根等长且质量可忽略的钢缆悬挂于A、B两点,A、B等高,相距S。平台到A、B连线的高度为S的k倍,k值可由安装在A、B处的装置调整,每根钢缆对平台的拉力大小设为F。
(1)若,求F;
(2)若F = Mg,求k值;
(3)求F随k变化的关系式,并说明随k值增大,F怎样变?
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