2016-2017学年黑龙江省大庆二十三中高一(上)期末物理试卷

发布时间:2023-10-29 06:20:17    来源:查看试卷    点击:2258   
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在光滑的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球一端与水平轻弹簧相连,另一端与和竖直方向成θ=600角不可伸长的轻绳相连,如图所示.此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,求:

(1)小球的加速度大小和方向.

(2)此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为多少?取g=10m∕s2.


答案及解析:

知识点:牛顿第二定律

解:(1)由题意,小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,以小球为研究对象,根据平衡条件得:

F1=F2sin60°

F2cos60°=mg

解得,F2=2mgF1=mg

当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变,仍为mg,小球在竖直方向上水平面支持力与重力平衡,根据牛顿第二定律得小球的加速度大小为:

a==g,方向水平向左.

2)此时水平面对小球的弹力N=mg

故此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为F1mg=mgmg=

答:(1)小球的加速度大小为g,方向水平向左.

2)此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为

【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.

【分析】(1)先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小,再研究剪断轻绳瞬间,抓住弹簧的弹力没有变化,求解小球的合力,由牛顿第二定律求出小球的加速度的大小和方向.

2)由上题求解轻弹簧的弹力,根据竖直方向上小球平衡求出水平面对小球的弹力,即可求得两力的比值.