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传送带弹簧.

传送带弹簧.
传送带弹簧.

试卷第1页,总12页

一、选择题(题型注释)

1

.如图所示,一足够长的水平传送带以恒定的速度v 运动,每隔时间T 轻轻放上相同的物块,当物块与传送带相对静止后,相邻两物块的间距大小

A .与物块和传送带间的动摩擦因数的大小有关

B .与物块的质量大小有关

C .恒为v T

D .由于物块放上传送带时,前一物块的速度不明确,故不能确定其大小

3.如图所示,皮带是水平的,当皮带不动时,为使物体向右匀速运动而作用在物体上的水平拉力为F 1;当皮带向左运动时,为使物体向右匀速运动而作用在物体上的水平力为F 2,则: ( )

A 、

.F 1=F 2 B .F 1>F 2

C .F 1<F 2

D .以上三种情况都可能

4.如图,一水平传送带匀速运动,在A 处把工作轻轻放到传送带上,经过一段时间工件便被送到B 处,则下列说法正确的是

工件在传送带上可能一直做匀速运动 工件在传送带上可能一直匀加速运动

提高传送带的运动速度,一定能缩短工件的运送时间 不管传送带的速度为多大,工件的运送时间是一样的

5.倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,如图,则( )

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A .当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功

B .当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功

C .当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功

D .不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功

6.如图所示,物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v ,则传送带启动后

A. M 静止在传送带上

B. M 可能沿斜面向上运动

C. M 受到的摩擦力不变

D. M 下滑的速度不变

7.如图所示,物体放在斜面传送带上,物块始终与传送带保持相对静止,则( )

A .如果传送带静止,则物块受到的摩擦力向上;

B .如果传送带向上匀速运动,物块受到的摩擦力向下;

C .如果传送带向下匀速运动,物块受到的摩擦力向上;

D .以上三种分析都不对。

8.物块M 在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,传送 带转动的方向如图中箭头所示。则传送带转动后( )

A .M 将减速下滑

B .M 仍匀速下滑

C .M 受到的摩擦力变小

D .M 受到的摩擦力变大

9.如图,传送带装置保持1m/s 的速度水平向右平移,现将一质量为0.5kg

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小物体轻轻地放在传送带上的a 点,设物体与传送带间的动摩擦因数为0.1,a 、b 间的距离为2.5m ,则物体从a 点运动到b 点所用的时间为( )

A .5s

B .( 6–1)s

C .3s

D .2.5s

10.如图所示,传送带逆时针转动且与地面的倾角030=θ,在传送带的A 点

无初速度地放一质量为lkg

刚放到传送带上时,所受的摩擦力大小和方向分别为(g=10m /s 2

)

A .5N ,沿传送带向上

B .5N ,沿传送带向下

C .1N ,沿传送带向上

D .1N ,沿传送带向下

11.如图所示,在匀角速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率v 匀速向右运动.现将一质量为m 的物体轻放在传送带上,经过一段时间,物体保持与传送带相对静止.已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ,从物体开始运动到相对于传送带静止的过程中,下列说法正确的是 ( )

A .电动机增加的平均输出功率为

B .电动机输出的功增加

C .物体相对传送带的位移为

D .传送带克服摩擦力做的功为

12.如图所示,物体从静止的传送带顶端由静止开始下滑到底端所用的时间为t ;若在物体下滑过程中,传送带开始顺时针转动,物体滑到底端所用时间为t ′.则t 和t ′的关系一定是( )

A.t′>t B.t′=t C.t′<t D.不能确定

13.如图,水平传送带以速度v向右匀速传动。现把一个物体无初速度地放在传送带上,这时物体受到的力是

A.重力、弹力B.重力、弹力、滑动摩擦力

C.重力、滑动摩擦力D.重力、弹力、静摩擦力

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第II 卷(非选择题)

请点击修改第II 卷的文字说明

二、填空题(题型注释)

放置在水平传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为u,当传送带与物体一起匀速运动时,物体所受的摩擦力大小为______________;当传送带突然减速,

物体相对传送带滑动时,物体所受的摩擦力大小为____________。

15.水平传送带以2m/s 的速度运行,将质量为2kg 的工件沿竖直方向轻轻放

在传送带上(设传送带速度不变),如图所示,工件与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,放上工件后在5s 内的位移是 m ,摩擦力对工件做的功是

J 。

三、实验题(题型注释)

四、计算题(题型注释)

16.将粉笔头A 轻放在以2 m/s 的恒定速度运动的足够长水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4 m 的划线.

(1)求在此过程中,物块的加速度是多大?

(2)若使该传送带改做加速度大小为1.5 m/s 2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头B 轻放在传送带上,则粉笔头B 停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为多少?

水平传送带以v=2m/s 速度匀速运动,将物体轻放在传送带的A 端,它运动到传送带另一端B 所需时间为11s ,物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.1,求: 17.传送带AB 两端间的距离?

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18.若想使物体以最短时间到达B 端,则传送带的速度大小至少调为多少?

(g=10m/s 2

19.(10分)倾斜的传送带以v=10m/s 的速度逆时针稳定运行,如图所示,在传送带的上端A 点轻轻的放上一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,传送带A 点到下端B 点的距离为L=16m ,传送带倾角为θ=370,求物体由A 点运动到B 点所需的时间是多少?(g=10m/s 2,sin370=0.6,cos370=0.8)

20.如图所示,传送带与地面的倾角为37°,以10m/s 的速率逆时针转动,在传送带上方轻轻静放一质量为0.5kg 的物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带两轮间距为16m ,则物块从上端运动到下端所需时间为多少?(g 取10m/s 2,sin370=0.6,cos370

=0.8)

21.(12分)

如图所示,一平直的传送带以v =2 m/s 的速度匀速运行,传送带把A 处的工件运送到B 处.A ,B 相距l =10 m .若从A 处把工件无初速度地放到传送带上,则经过t =6 s 的时间将工件传送到B 处,欲用最短的时间把工件从A 处传送到B 处,传送带的运行速度至少是多大?

22.(8分)如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A 到B 长度为16 m,传送带以v 0=10 m/s 的速率逆时针转动.在传送带上端A 无初速地放一个质量为m=0.5 kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.求物体从A 运动到B 需要的时间.(sin37°=0.6, cos 37°=0.8,取g=10 m/s 2)

23.如图所示,传送带始终保持v=l m/s的速度水平转动,设物体与传送带问的动摩擦因数为μ=0.1,物体P的质量m=0.5 kg,A、B两轮的间距L=2.5 m,将P轻放于传送带的A端,求物体P由A运动到B的时间.

如图所示,质量=

M20kg的物体从光滑斜面上高度8.0

H m处释

=

放,到达底端时水平进入水平传送带(不计斜面底端速度大小的损失,即在斜面底端速度方向迅速变为水平,大小不变),传送带由一电动机驱动着匀速向左转

μ0.1. 物体冲上传动,速率为 3 m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数=

送带后就移走光滑斜面.(g取10 m/s2).

24.若两皮带轮AB之间的距离是6 m,物体将从哪一边离开传送带?

25.若皮带轮间的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,求M和传送带间相对位移.

26.如图所示,质量为m=2kg的小球系在轻质弹簧的一端,另一端固定在悬点O处,将弹簧拉至水平位置A处,且弹簧处于自然状态,弹簧的原长0A=0.3m;然后小球由静止释放,小球到达距O点下方h=0.5m处的B点时速度为V B=2m/s, 求

(1)小球从A运动到B的过程中弹簧的弹力做的功和此时弹簧的弹性势能.(2)求该弹簧的劲度系数

27.用弹簧秤将一物体吊起静止时,弹簧秤的示数为10N,将此物体放于水平

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桌面上,用弹簧秤沿水平方向匀速拉动时,弹簧秤的示数为1N,求物体与桌面间的动摩擦因数。

28.如下图所示,一根原长l=0.1 m的轻弹簧,一端挂质量m=0.5 kg的小球,以另一端为圆心在光滑水平面上做匀速圆周运动,角速度ω=10 rad/s.已知弹簧

.

的劲度k=100 N/m,求小球受到的向心力大小

29.(16分)如右图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.不计空气阻力.

试求:

(1)当m在A点时,弹簧的弹性势能的大小;

(2)物块m从B点运动到C点克服阻力做的功的大小;

(3)如果半圆形轨道也是光滑的,其他条件不变,当物体由A经B运动到C,然后落到水平面,落点为D(题中未标出,且水平面足够长),求D点与B点间距离。

30.(10分)如图8所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A 制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端恰位于滑道的末端O点.已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:

(1)物块滑到O点时的速度大小;

(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)(3)若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?

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31.如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置,M是半径为R=1.0m的固

N为待检验的固定曲

平且圆心恰好位于M轨道的上端点。M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0. 01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到曲面N的某一点上,取g=10m/s2。求:

(1)发射该钢球前,弹簧的弹性势能EP多大?

(2)钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是多少(结果保留两位有

效数字)?

32.(12分)如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4 m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径,水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8 kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58 N.水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3 m,与小球的动摩擦因数为μ=0.5,右侧BC段光滑.g=10 m/s2,求:

(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能.

(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力.

33.(10分)如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一质量为1kg的金属块从距弹簧顶端0.9m高处自由下落,当弹簧被压缩了10cm 到达M点时,物体速度达到最大值,此时弹性势能为Ep M=5J,后来又下降20cm

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达到最低点N 处,才又反弹上去。不计金属块与弹簧碰撞的能量损失,不考虑

空气阻力。(g 取10m/s 2

(1)试求当物体落到N 点时,弹簧的弹性势能Ep N 为多大? (2)物体到达M 点时动能多大?

五、作图题(题型注释)

六、简答题(题型注释)

七、综合题

34.如图所示,水平传送带以不变的速度v 向右运动,将工件轻轻放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经过时间t ,

速度变为v ;再经时间2t ,工件到达传送带的右端,求: (1)工件在水平传送带上滑动时的加速度 (2)工件与水平传送带间的动摩擦因数

(3)工件从水平传送带的左端到达右端通过的距离

35.在机场、海港、粮库,常用水平输送带运送旅客、货物、和粮食等,右图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A 、B 始终保持v =2m/s 的恒定速率运行;一质量为m =6kg 的行李无初速地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,AB 间的距离l =4m ,g 取10m /s 2。

(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小; (2)求行李做匀加速直线运动的时间;

(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处.求行李从A

处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。

M N

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36.(12分)如图,水平传送带正以v =2m /s 的速度运行,两端的距离为l =10m 。把一质量为m =1kg 的物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动.若物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力对其做了多少功?物体从左端运动到右端所需时间为多少?

37.如图所示,光滑弧形轨道下端与水平传送带吻接,轨道上的A 点到传送带的竖直距离和传送带到地面的距离均为h=5m ,把一物体放在A 点由静止释放,若传送带不动,物体滑上传送带后,从右端B 水平飞离,落在地面上的P 点,B 、P 的水平距离OP 为x=2m ;若传送带顺时针方向转动,传送带速度大小为v =5m/s ,则物体落在何处?这两次传送带对物体所做的功之比为多大?

5kg5m2kg0.45m 0.2=

39.如图所示,表面粗糙的水平传送带CD 按图示方向运行,半径为1.8m 的四分之一光滑圆弧轨道AB 竖直放置,使轨道最低点B 的切线水平, 且与传送带的C 端贴近.现将一质量为0.2kg 的小物块P 从轨道的最高点A 由静止滑

下(g=10m/s2).则:

⑴物块P滑到B点时的速度为多大?

⑵物块P滑到B点时对轨道的压力为多大?

⑶在不同的条件下,物块P由C点运动到D点有多种可能的运动情况.请分别定性描述各种可能的运动情况.

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参考答案

1.C

【解析】

2.ABC

【解析】由动能定理可得滑动摩擦力对工件做的功为

工件机械能的增加量为

工件相对于传送带滑动时的对地位移为

经历时间

在时间t内传送带的对地位移为

所以工件相对于传送带滑动的路程为

3.A

【解析】两种情况下,物体所受皮带摩擦力均为滑动摩擦力,大小方向相同,所以F1=F2,A 对。

4.B

【解析】工件初速度为零,工件在传送带上可能先做匀加速运动,当速度跟传送带速度相等时匀速,也可能一直做匀加速运动,A错B对。如果工件一直做匀加速运动,那么提高传送带的运动速度,也不能缩短工件的运送时间,但是工件先加速后匀速,那么如果提高传送带的运动速度,一定能缩短工件的运送时间,C错。D错

5.C

【解析】

6.B

【解析】本题考查的是传送带问题,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑,传送带启动时,物块受到的摩擦力方向先向上,然后当物块和传送带速度相等后,物块所受摩擦力方向变为向下,物块向上滑动,直到当物块和传送带速度一样时,随其一起运动。所以正确答案为B。

7.AC 【解析】

试题分析:假设传送带光滑,传送带静止时,物体相对传送带有向下运动的趋势,所以受到的摩擦力沿传送带向上,A 正确,无论传送带向上匀速还是向下匀速,物体相对传送带有向下运动的趋势,所以受到的摩擦力方向向上,B 错误,C 正确, 考点:考查了静摩擦力方向的判断 点评:在判断静摩擦力方向的时候一定先判断两物体间的相对运动趋势,根据摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势,判断静摩擦力方向,同时过程中假设光滑法经常用于判断物体间的相对运动趋势的方法 8.B

【解析】传送带突然转动前物块匀速下滑,对物块进行受力分析:物块受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力.

传送带突然转动后,对物块进行受力分析,物块受重力、支持力,由于上面的传送带斜向上运动,而物块斜向下运动,所以物块所受到的摩擦力不变仍然斜向上,所以物块仍匀速下滑. 故选B . 9.C

【解析】刚放上传送带的小物体相对传送带向左滑动,根据牛顿第二定律,有μmg=ma 解得

a=μg=1m/s 2,即物体将相对地面先做a=μg=1m/s 2

匀加速直线运动。根据运动学公式,有

加at v =解得s a v t 1==

加,则加速的位移为m m at x 5.25.02

1

2?==加即1s 后

物块相对传送带静止,将做匀速运动,则匀速运动的时间

s s v

x t 21

5

.05.2=-=

=

匀匀,则物体从a 点运动到b 点所用的时间为

s t t t 3=+=匀加,故答案为C 。

10.D

【解析】在传送带的A 点无初速度地放一质量为lkg 的物体,物体相对于传送带向后(沿斜面向上)滑动,即会受到向前(沿斜面向下)的摩擦力,大小

N mg f 12

310153cos =??=

=θμ,选D 11.A

【解析】物体在传送带上先匀加速直线后匀速,加速度a=μg,根据能量守恒电动机由于运送物体多做的功为:2mv 2

1

+

=E +=?E 相mgs Q K μ,所以B 错;

物体匀加的时间t=v/μg,电动机增加的平均输出功率t W P ==

g mv t

mv μ=2

,A 对; t 2v

=相s =g

v μ22,C 错;

传送带克服摩擦力做的功:2mv E Q mgs w K =+==μ,D 错。

12.B 【解析】 13.B 【解析】把一个物体无初速度地放在传送带上,物体相对于传送带会向后滑动所以会受到向前的滑动摩擦力,另外物体还受重力和弹力选B

14.

【解析】摩擦力产生条件是接触、形变、粗糙、相对运动或相对运动趋势;滑动摩擦力大小

f =N F F μ?

15.9m 、4J 【解析】 16.

(1)a=0.5m/s 2 (2)56

l m ?=

【解析】

设传送带的动摩擦因素为μ,则A 、B 在传送带上滑动时g a μ=

对A: a

v a v v S 2)(2

1-=;解出a=0.5m/s 2 ……5分

对B :B B B t a v at v '-==;划线长2

212

1)'21(B B B at t a vt l --

=; 解出m l 11= ……4分 因粉笔a=0.5m/s 2

a v S B 22=粉笔

;'

22

a v S B =皮带向前滑m l 61

2=; ……4分

故m l l l 6

5

21=-=? ……4分

17.20m

18. 【解析】略

19.2s 【解析】 20.2s 【解析】略 21.(12分)

解析:工件从A 处无初速度放在传送带上以后,将在摩擦力作用下做匀加速运动, 因为l t >v

2

,所以工件从A 到B 先做匀加速运动,后做匀速运动.

设工件做匀加速运动的加速度为a ,加速的时间为t 1,相对地面通过的位移为x , 则有v =at 1,x =at 12

2

,x +v (t -t 1)=l . 数值代入得a =1 m/s 2.

要使工件从A 到B 的时间最短,须使它始终做匀加速运动,至B 点时速度为运送时间最短所对应的皮带运行的最小速度. 由v 2=2al 得v =2al =2 5 m/s.

【解析】 22.2s 【解析】

物体刚放上传送带时,受到的滑动摩擦力沿皮带向下; 对物体进行受力分析如图19-1所示 :

在垂直于皮带方向上:θcos mg N =

在沿皮带方向上: θμμcos 1mg N f == (1分)

1分)

物块加速至s m v /100=所需的时间:

(1分)

因为物块所受到的最大静摩擦力N mg N f f m 3sin 21=<==θ

所以,物块不能和皮带保持相对静止的匀速运动,而将继续向下作加速运动。

此时,对物块进行受力分析如图19-2所示:

1分)

且:m s s 111612=-= (1分)

分) 解得:s t 12= (1分)

所以物块从A 运动到B 的总时间为:s t t t 221=+=总 (1分) 23.3s 【解析】略

2425.m s s s 5.2421=+=?

【解析】(1)物体从斜面上匀加速下滑,有a=gsin θ

以地面为参照系,物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,期间物体的加速度大

物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零,对地向右发生的位移为

2分) 表面物体将从右边离开传送带。

(2)以地面为参考系,若两皮带轮间的距离足够大,则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带速度相等后与传送带相对静止,从传送带左端掉下,期间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小为

这段时间内皮带向左运动的位移大小为m m vt s 21732=?== 物体相对于传送带滑行的距离为m s s s 5.2421=+=?

26.1 W=-6J E P =6J 2 K=180N/m 【解析】略 27.0.1

【解析】∵用弹簧秤将一物体吊起静止时,弹簧秤的示数为10N , ∴G=10N ; ①

又∵沿水平方向匀速拉动时,弹簧秤的示数为1N , ∴F=f =1N ②; N=G=10N ③

据f=N 得:=f/N=1/10=0.1 ④ 28.F=kx kx=mw 2(l+x)

100x=0.5×102(0.1+x) 得x=0.1 m

所以F=100×0.1=10 N 【解析】略 29.(1) (2)

(3)

【解析】

30.(1(2)mgd mgh E P μ-= (3)d h h μ2-='

【解析】(1(2)在水平滑道上物块A 克服摩擦力所做的功为mgd W μ=

由能量守恒定律得

以上各式联立求解得mgd mgh E P μ-=

(3)物块A 被弹回的过程中,克服摩擦力所做的功仍为mgd W μ= 由能量守恒定律得 mgd E h mg P μ-='

解得物块A 能够上升的最大高度为:d h h μ2-='

31.解:(1)设钢球的轨道M 最高点的速度为v ,在M 的最低端速度为v 0,则在最高点,

由①② ③

设弹簧的弹性势能为P E ,由机械能守恒定律得:

-1J ④

)钢珠从最高点飞出后,做平抛运动vt x = ⑤ ⑥

由几何关系222r y x =+ ⑦

联立⑤、⑥、⑦得t=0.24s 【解析】略

32.(1)11.2 J (2)10 N ,方向向上

【解析】(1)对小球在C 处,由牛顿第二定律及向心力公式得 F 1-mg =m v 12

R

v 1=

(F 1-mg )R

m

=(58-0.8×10)×0.4

0.8

m/s =5 m/s

从A 到B 由动能定理得E p -μmgx =1

2

m v 12

E p =12m v 12+μmgx =1

2×0.8×52 J +0.5×0.8×10×0.3 J =11.2 J.

(2)从C 到D 由机械能守恒定律得 12m v 12=2mgR +1

2

m v 22 v 2=v 12-4gR =52-4×10×0.4 m/s =3 m/s

由于v 2>gR =2 m/s ,所以小球在D 处对轨道外壁有压力. 小球在D 处,由牛顿第二定律及向心力公式得 F 2+mg =m v 22

R

F 2=m(v 22R -g)=0.8×(32

0.4

-10) N =10 N.

由牛顿第三定律得小球对轨道压力为10 N.

33.(1) 12J(2) 5J

【解析】(1)依机械能守恒定律可知,Ep n =mg(h 1+h 2+h 3)=12J …………(4分) (2) 依机械能守恒定律可知, mg(h 1+h 2)=Ep n +E K …………(4分) 得E k =5J …………(2分)

本题考查机械能守恒定律的应用,物体重力势能的减小量完全转化为弹簧的弹性势能,当物体所受重力等于弹簧弹力时动能最大 34.(1)v/t (2)v/gt

(3)2.5vt 【解析】(1)工件的加速度 a=v/t

(2)设工件的质量为m ,则由牛顿第二定律得 μmg =ma

所以动摩擦因数 μ

常见弹簧类问题分析

常见弹簧类问题分析 高考要求 轻弹簧是一种理想化的物理模型,以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情景,考查力的概念,物体的平衡,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点,此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视. 弹簧类命题突破要点 1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时,要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,现长位置,找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,以此来分析计算物体运动状态的可能变化. 2.因弹簧(尤其是软质弹簧)其形变发生改变过程需要一段时间,在瞬间内形变量可以认为不变.因此,在分析瞬时变化时,可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变. 3.在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变化,可以先求平均力,再 用功的定义进行计算,也可据动能定理和功能关系:能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点:W k =-(21kx 22-2 1 kx 12),弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式E p = 2 1kx 2 ,高考不作定量要求,可作定性讨论.因此,在求弹力的功或弹性势能的改变时,一般以能量的转化与守恒的角度来求解. 下面就按平衡、动力学、能量、振动、应用类等中常见的弹簧问题进行分析。 一、与物体平衡相关的弹簧问题 1.(1999年,全国)如图示,两木块的质量分别为m 1和m 2, 两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为( ) A.m 1g/k 1 B.m 2g/k 2 C.m 1g/k 2 D.m 2g/k 2 此题若求m l 移动的距离又当如何求解? 参考答案:C

专题复习之力与传送带力与传送带专题带答案

α A B 专题复习力与传送带 一、选择题 1.如图所示,两个完全相同的光滑球的质量为m ,放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间。若缓慢转动挡板至斜面垂直,则在此过程中 A.A 、B 两球间的弹力不变; B.B 球对挡板的压力逐渐减小; C.B 球对斜面的压力逐渐增大; D.A 球对斜面的压力逐渐增大。 2.用轻弹簧竖直悬挂质量为m 的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为300 ,如图所示.则物体所受摩擦力 A.等于零 B.大小为 mg 2 1 ,方向沿斜面向下 C.大小为mg 2 3,方向沿斜面向上 D.大小为mg,方向沿斜面向上 3.木块A 、B 分别重50 N 和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动.现用F =1 N 的水平拉力作用在木块B 上,如图所示,力F 作用后 A.木块A 所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A 所受摩擦力大小是11.5 N C.木块B 所受摩擦力大小是9 N D.木块B 所受摩擦力大小是7 N 4、某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型。图中1,2K K 为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是 A .缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B .垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等 C .垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等 D .垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变 5.如图所示,匀强电场方向与倾斜的天花板垂直,一 带正电的物体在 天花板上处于静止状态,则下列判断正确的是 A.天花板与物体间的弹力一定不为零 B.天花板对物体的摩擦力可能为零 C.物体受到天花板的摩擦力随电场强度E 的增大而增大 D.逐渐增大电场强度E 的过程中,物体将始终保持静止 6.如图所示,小圆环A 吊着一个质量为m 2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A 上,另一端跨过固定在大圆环最高点B 的一个小滑轮后吊着一个质量为m 1的物块.如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB 所对应的圆心角为α,则两物块的质量比m 1∶m 2应为

专题:弹簧-摩擦力做功-传送带问题

一、弹簧问题: 1、弹簧的瞬时问题 弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。 2、弹簧的平衡问题 这类题常以单一的问题出现,涉及到的胡克定律,一般用f=kx或△f=k?△x来求解。 3、弹簧的非平衡问题 这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。 4、弹力做功与动量、能量的综合问题 在弹力做功的过程中弹力是个变力,并与动量、能量联系,一般以综合题出现。它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起,以考察学生的综合应用能力。分析解决这类问题时,要细致分析弹簧的动态过程,利用动能定理和功能关系等知识解题。 如图所示;与轻弹簧相连的物体A停放在光滑的水平面上.物体B沿水平方向向右运动,跟与A相连的轻弹簧相碰.在B跟弹簧相碰后,对于A、B和轻弹簧组成的系统,下列说法中正确的是() A.弹簧压缩量最大时,A、B的速度相同 B.弹簧压缩量最大时,A、B的动能之和最大 C.弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小 D.物体A的速度最大时,弹簧的弹性势能为零 分析:A、B组成的系统动量守恒,在B与弹簧接触时,B做减速运动,A做加速运动,当A、B速度相同时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大. 例1.A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知木块A、B质量分别为0.42 kg 和0.40 kg,弹簧的劲度系数k=100 N/m ,若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使A由静止开始以0.5 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10 m/s2). (1)使木块A竖直做匀加速运动的过程中,力F的最大值; (2)若木块由静止开始做匀加速运动,直到A、B分离的过 程中,弹簧的弹性势能减少了0.248 J,求这一过程F对 木块做的功. 分析:此题难点和失分点在于能否通过对此物理过程的分析后,确定两物体分离的临界点,即当弹簧作用下的两物体加速度、速度相同且相互作用的弹力 N =0时 ,恰好分离.

高中物理复习弹力专题之绳子弹簧和杆

绳拉物问题2012/8/ 1 【问题综述】此类问题的关键是: 1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动 2.根据运动效果寻找分运动; 3.一般情况下,分运动表现在: ①沿绳方向的伸长或收缩运动; ②垂直于绳方向的旋转运动。 5.对多个用绳连接的物体系统,要牢记在绳的方向上各点的速度大小相等。 1.汽车通过绳子拉小船,则() A 、汽车匀速则小船一定匀速 B 、汽车匀速则小船一定加速 C 、汽车减速则小船一定匀速 D 、小船匀速则汽车一定减速 2:如图,汽车拉着重物G ,则() A 、汽车向左匀速,重物向上加速 B 、汽车向左匀速,重物所受绳拉力小于重物重力 C 、汽车向左匀速,重物所受绳拉力大于于重物重力 D 、汽车向右匀速,重物向下减速 3:如左图,若已知物体A 的速度大小为v A ,求重物B 小? 5如图所示,A 、B 度,β=30度时,物体A 的速度为2 m/s ,这时B 的速度为。 6.质量分别为m 和M 的两个物体跨过定滑轮如图所示,在M 沿光滑水平面运动的过程中,两物体速度的大小关系为() A .V 1﹤V 2 B .V 1﹥V 2 C .V 1=V 2 解开绳拉物体问题的“死结” 一、有关运动的合成和分解问题 ①当物体的运动方向沿绳子方向(与绳子平行)时,物体的速度与绳子的速度相同。 【例1】如右图所示,A 、B 两物体通过一条跨过定滑轮的绳子相连接。A 沿斜面下滑,B 沿水平面滑动。由于 A 、 B 的运动方向均沿绳子的方向, 所以两物体的速度均和与它们相连接的绳子的速度相同。因而A 、B 两物体的速度大小相等。 ②当物体的运动方向不沿绳子方向(与绳子不平行)时,物体的速度与绳子的速度不 相同,此类问题应该用运动的合成和分解的知识解答。 【例2】如右图所示,人用绳子通过定滑轮拉物体A ,当人以速度0v 匀速前进时, 求物体 A 的速度。 【例3】光滑水平面上有 A 、 B 两个物体,通过一根跨过定

含弹簧传送带的机械能守恒定律练习题

1.如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b位置.现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是( ). (A)重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球作减速运动 (B)重球下落至b处获得最大速度 (C)由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下 落至d处时重力势能减少量 (D)重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落到b处减少的重力势 能 2.半径R=0.50 m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定 在环的最高点A处,另一端系一个质量m=0.20 kg的小球,小球套在 圆环上,已知弹簧的原长为L0=0.50 m,劲度系数k=4.8 N/m,将小球从如图19所示的位置由静止开始释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C,在C点时弹簧的弹性势能EPC=0.6 J,g取10 m/s2.求: 图19 (1)小球经过C点时的速度vc的大小; (2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向.

3、(16分)用图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端。传送带AB的长度L=11m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12m/s。传送带B端靠近倾角q=37°的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各有一个机器人,A处机器人每隔Dt=1.0s将一个质量m=10kg的货物箱(可视为质点)轻放在传送带A端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,C点处机器人立刻将货物箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0m,传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ0=0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的,g=10m/s2(sin37° =0.6,cos37°=0.8)。求: (1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ; (2)从第一个货物箱放上传送带A端开始计时,在t0=3.0 s的时间内,所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q; (3)如果C点处的机器人操作失误,未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货物箱在斜面上相撞。求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离。(本问结果可以用根式表示) 4、如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接。第一次只用手托着B物块于H高度,A在弹簧弹力的作用下处于静止,现将弹簧锁 定,此时弹簧的弹性势能为E p,现由静止释放A、B,B物块刚要着地前瞬 间将弹簧瞬间解除锁定(解除锁定无机构能损失),B物块着地后速度立即 变为O,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升。第二次用手拿 着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离 也为H,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度同样立即变为0。求:(1)第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度v1; (2)第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度v2。

(完整word版)高考物理滑块和传送带问题及答案.docx

一、滑块问题 1.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为 m=1kg ,其尺寸远小于 L 。小滑块与木板之间的动摩 擦因数为 0.4 (g 10m / s2 ) (1)现用恒力 F作用在木板 M 上,为了使得 m能从 M 上面滑落下来,问: F大小的范围是什么? (2)其它条件不变,若恒力 F=22.8 牛顿,且始终作用在 M 上,最 终使得 m能从 M 上面滑落下来。问:m在M 上面滑动的时间是多大? 解析:( 1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 f Nmg 小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 a1 f / m g4m / s2木板在拉力 F和滑动摩擦力 f作用下向右匀加速运动的加速度 a2( F f ) / M 使 m能从 M 上面滑落下来的条件是 a2a1 即 (F f ) / M f / m 解得 F( M m) g20N ( 2)设 m在 M 上滑动的时间为 t,当恒力 F=22.8N ,木板的加速度 a2( F f ) / M 4.7m / s2 ) 小滑块在时间 t内运动位移S 1 a1t 2/ 2 木板在时间 t内运动位移S 2 a2t 2/ 2 因S 2S1L即 4.7t 2 / 24t 2 / 2 1.4解得 t2s 2.长为 1.5m 的长木板 B 静止放在水平冰面上,小物块 A 以某一初速度从木板 B 的左端滑上长木板 B,直到 A、B 的速度达到相同,此时 A、B 的速度为 0.4m/s,然后 A、B 又一 起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下.若小物块 A 可视为质点,它与长木板 B 的质量相同, A、 B 间的动摩擦因数μ1 .求:(取 g=10m/s2)v =0.25 ( 1)木块与冰面的动摩擦因数.A B (2)小物块相对于长木板滑行的距离. (3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大? 解析:( 1) A、 B 一起运动时,受冰面对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度 v222 a g 1.0m/s解得木板与冰面的动摩擦因数μ=0.10 2s ( 2)小物块 A 在长木板上受木板对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度 a1=μ1g=2.5m/s2

专题1 弹力和弹簧 摩擦力

专题1 弹力和弹簧摩擦力 【总结】弹力和摩擦力是力学中不易分析的两个力,而弹簧则是物理题中常出现的连接物,下面对弹力和摩擦力以及弹簧进行分析: 1.弹力分析 (1)弹力方向的判断 a.球与面接触的弹力的方向,在接触点与球心连线上,而指向受力物体; b.球与球接触的弹力方向,垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体; c.轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现拉力或压力,拉力或压力的方向沿细杆方向.因为此时只有轻杆两端受力,在这两个力作用下杆处于平衡,则这两个力必共线,即沿杆的方向.当杆受力较复杂时,杆中弹力的方向要具体问题具体分析; d.根据物体的运动情况,利用平衡条件或动力学规律判断. (2)判断弹力的有无——假设法 用假设法判断弹力有无的基本思路是:假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力. (3)根据“物体的运动状态”分析弹力 由运动状态分析弹力,即是物体的受力必须与物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力. 2. “弹簧”和“橡皮绳”,是理想化模型,具有如下几个特性: (1)轻:即弹簧(或橡皮绳)的质量和重力均可视为等于零,由此特点可知,同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等; (2)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能承受压力(因橡皮绳能弯曲); (3)由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变,但是,当弹簧或橡皮绳被剪断时,它们所受的弹力不会立即消失. 3.摩擦力分析 (1)“相对滑动”和相对滑动趋势的理解 a.相对滑动方向是指相互接触的物体中的一个物体相对于另一物体的滑动方向; b.“相对滑动趋势的方向”是指相对静止相互接触的物体中的一个物体对另一个物体企图滑动的方向,它的方向与光滑时相对滑动的方向相同. (2)相对滑动趋势产生的条件 a.相对于静止物体的相对滑动趋势可由该物体的(除摩擦力之外)合外力在沿接触面方向的分力产生,(例如斜面上静止的物体可由重力沿斜面下滑方向的分力产生); b.相互接触的物体的一方在沿接触面方向上运动状态突然变化,也会使它们之间有相对滑动的“趋势”(例如水平传送带加速运动时,使传送带上的物体有相对传送带滑动的趋势). (3)静摩擦力的方向、大小特点 a.静摩擦力的方向沿接触面且与接触面上的压力垂直. b.静摩擦力的大小由相对滑动趋势的大小决定,相对滑动趋势越大,静摩擦力越大,反之亦然.其大小在零和最大值之间变化,据物体的受力及其运动状态由牛顿定律进行分析判断. 4.整体和隔离法的应用 隔离法和整体法是力学分析的常用方法,要熟练掌握隔离法,灵活运用整体法.当系统中的各物体运动状态相同,或系统各物体尽管有相对运动但加速度均为零时,就可以把整个系统看作一个整体,只研究系统外的物体对整体的作用力,不研究系统内各物体之间的相互

弹簧的动量和能量问题

弹簧的动量和能量问题

弹簧的动量和能量问题 班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________ 一、知识清单 1.弹性势能的三种处理方法 弹性势能E P=?kx2,高考对此公式不作要求,因此在高中阶段出现弹性势能问题时,除非题目明确告诉了此公式,否则不需要此公式即可解决,其处理方法常有以下三种:①功能法:根据弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化量计算;或根据能量守恒定律计算出弹性势能; ②等值法:压缩量和伸长量相同时,弹簧对应的弹性势能相等,在此过程中弹性势能的变化量为零; ③“设而不求”法:如果两次弹簧变化量相同,则这两次弹性势能变化量相同,两次作差即可消去。 二、例题精讲 2.(2006年·天津理综)如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,一端与质量为m2的档板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点.A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余

各处的摩擦不计,重力加速度为g,求: (1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小; (2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能E p(设弹簧处于原 长时弹性势能为零). 3.如图所示,在竖直方向上,A、B两物体通过劲度系数为k=16 N/m的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在倾角α=30°的固定光滑斜面上. 用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m=0.2 kg,重力加速度取g =10 m/s2,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后,C沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:

弹簧与传送带专题备课讲稿

弹簧与传送带专题 内容提要: 一、弹簧问题: 1、弹簧的瞬时问题 弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。 2、弹簧的平衡问题 这类题常以单一的问题出现,涉及到的知识是胡克定律,一般用f=kx 或△f=k?△x 来求解。 3、弹簧的非平衡问题 这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。 4、 弹力做功与动量、能量的综合问题 在弹力做功的过程中弹力是个变力,并与动量、能量联系,一般以综合题出现。它有机地将动量 守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起,以考察学生的综合应用能力。分析解决这类问题时,要细致分析弹簧的动态过程,利用动能定理和功能关系等知识解题。 二、传送带问题: 传送带类分水平、倾斜两种:按转向分顺时针、逆时针转两种。 (1)受力和运动分析: 受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在V 物与V 传相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动方向和对地速度变化。分析关键是:一是 V 物、V 带的大小与方向;二是mgsinθ与f 的大小与方向。 (2)传送带问题中的功能分析 ①功能关系:WF=△E K +△E P +Q ②对W F 、Q 的正确理解 (a )传送带做的功:W F =F·S 带 功率P=F×V 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f·S 相对 (c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q= 2 mv 2 1传 典型例题: 例1:在原子物理中,研究核子与核子关联的最有效途经是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下面力学模型类似。两个小球A 和B 用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直轨道的固定档板P ,右边有一小球C 沿轨道以速度v 0射向B 球,如图7所示,C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体D 。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变。然后,A 球与档板P 发生碰撞,碰后A 、D 静止不动,A 与P 接触而不粘连。过一段时间,突然解除销定(锁定及解除锁定均无机械能损失),已知A 、B 、C 三球的质量均为m 。 (1)求弹簧长度刚被锁定后A 球的速度。 (2)求在A 球离开档板P 之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。

弹簧与传送带专题.doc

弹簧与传送带专题 内容提要: 一、弹簧问题: 1、弹簧的瞬时问题 弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。 2、弹簧的平衡问题 这类题常以单一的问题出现,涉及到的知识是胡克定律,一般用f=kx 或△f=k ?△x 来求解。 3、弹簧的非平衡问题 这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。 4、 弹力做功与动量、能量的综合问题 在弹力做功的过程中弹力是个变力,并与动量、能量联系,一般以综合题出现。它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起,以考察学生的综合应用能力。分析解决这类问题时,要细致分析弹簧的动态过程,利用动能定理和功能关系等知识解题。 二、传送带问题: 传送带类分水平、倾斜两种:按转向分顺时针、逆时针转两种。 (1)受力和运动分析: 受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)——发生在V 物与V 传相同的时刻;运动分析中的速度变化——相对运动方向和对地速度变化。分析关键是:一是 V 物、V 带的大小与方向;二是mgsin θ与f 的大小与方向。 (2)传送带问题中的功能分析 ①功能关系:WF=△E K +△E P +Q ②对W F 、Q 的正确理解 (a )传送带做的功:W F =F ·S 带 功率P=F ×V 带 (F 由传送带受力平衡求得) (b )产生的内能:Q=f ·S 相对 (c )如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的动能E K ,因为摩擦而产生的热量Q 有如下关系:E K =Q=2mv 2 1传 典型例题: 例1:在原子物理中,研究核子与核子关联的最有效途经是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下面力学模型类似。两个小球A 和B 用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直轨道的固定档板P ,右边有一小球C 沿轨道以速度v 0射向B 球,如图7所示,C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体D 。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变。然后,A 球与档板P 发生碰撞,碰后A 、D 静止不动,A 与P 接触而不粘连。过一段时间,突然解除销定(锁定及解除锁定均无机械能损失),已知A 、B 、C 三球的质量均为m 。 (1)求弹簧长度刚被锁定后A 球的速度。

难点《传送带问题》

难点2 传送带问题 一.与传送带有关的受力问题 1.对如图所示的皮带传动装置,下列说法中正确的是:( ) A .A 轮带动 B 轮沿逆时针方向旋转 B .B 轮带动A 轮沿逆时针方向旋转 C .C 轮带动 D 轮沿顺时针方向旋转 D .D 轮带动C 轮沿顺时针方向旋转 2. 水平传送带的装置如图所示,O 1为主动轮,O 2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A 端皮带上。开始时物体在皮带上滑动,当 它到达位置C 后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至 传送到目的地B 端。在传送的过程中,若皮带和轮不打滑,则 物体受到的摩擦力和皮带上P 、Q 两处(在连线上)所受 摩擦力情况正确的是( )。 ①在AC 段物体受水平向左的滑动摩擦力,P 处受向上的滑动摩擦力 ②在AC 段物体受水平向右的滑动摩擦力,P 处受向上的静摩擦力 ③在CB 段物体不受静摩擦力,Q 处受向上的静摩擦力 ④在CB 段物体受水平向右的静摩擦力,P 、Q 两处始终受向下的静摩擦力 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④ 3 皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为,如图所示。将质量为m 的小物块放在皮带传送机上,随皮带一起向下以加速度a 做匀加速直线运动,则下列说法中正确的是( )。 ①小物块所受到的支持力的方向一定垂直于皮带指向物块 ②小物块所受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向下 ③小物块所受到的静摩擦力的大小可能等于 ④小物块所受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向 A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 二.水平传送带 4.如图所示,皮带传动装置的两轮间距L=8m ,轮半径r=0.2m ,皮带呈水平方向,离地面高度H=0.8m ,一物体以初速度v 0=10m/s 从平台上冲上皮带, 物体与皮带间动摩擦因数μ=0.6,(g=10m/s 2)求: (1)皮带静止时,物体平抛的水平位移多大? (2)若皮带逆时针转动,轮子角速度为72rad/s ,物体 平抛的水平位移多大? (3)若皮带顺时针转动,轮子角速度为72rad/s ,物体 平抛的水平位移多大? 5.如图所示,传送带的水平部分长为L ,传动速率为v ,在其左端无初速释放一小木块,若 木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( ) A.L v +v 2μg B.L v C.2L μg D.2L v

与弹簧有关的物理问题分析(物理)

与弹簧有关的物理问题分析 弹簧类命题突破要点 下面就按平衡、动力学、能量、振动、应用类等中常见的弹簧问题进行分析。 一、与物体平衡相关的弹簧问题 1.如图示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为( ) A.m1g/k1 B.m2g/k2 C.m1g/k2 D.m2g/k2 2.S1和S2表示劲度系数分别为k1,和k2两根轻质弹簧,k1>k2;A和B表示质量分别为m A和m B的两个小物块,m A>m B,将弹簧与物块按图示方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大则应使( ). A.S1在上,A在上 B.S1在上,B在上 C.S2在上,A在上 D.S2在上,B在上

4.如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度. (2)若将图中的细线L l改为长度相同、质量不计的轻弹簧,其他条件 不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由. 二、与动力学相关的弹簧问题 5.如图所示,在重力场中,将一只轻质弹簧的上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量为M的木板,木板下面再挂一个质量为m的物体.当剪掉m后发现:当木板的速率再次为零时,弹簧恰好能恢复到原长,(不考虑剪断后m、M间的相互作用)则M与m之间的关系必定为 ( ) A.M>m B.M=m C.M

高考考点传送带问题剖析高中物理经典复习资料AA级弹簧与传送带

高考考点传送带问题剖析 一、 传送带水平放置 设传送带的速度为V 带,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,两定滑轮之间的距离为L ,物体置于传送带一端的初速度为V 0。 1、V 0=0,(如图1)V 0物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用,将做a =μg 的加速运动。假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V =gL μ2, 显然有: V 带<gL μ2 时,物体在传送带上将先加速,后匀 速。 V 带 ≥ gL μ2时,物体在传送带上将一直加速。 2、 V 0≠ 0,且V 0与V 带同向,(如图2) (1)V 0<V 带时同上理可知,物体刚运动到带上时,将做a =μg 的加速运动,假定物体一直加速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V = gL V μ220+,显然有: V 0<V 带<gL V μ220+ 时,物体在传送带上将先加速后匀速。 V 带 ≥ gL V μ220+ 时,物体在传送带上将一直加速。 (2)V 0>V 带时 因V 0>V 带,物体刚运动到传送带时,将做加速度大小为a = μg 的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V =gL V μ220- ,显然: V 带 ≤ gL V μ220-时,物体在传送带上将一直减速。 V 0 >V 带> gL V μ220- 时,物体在传送带上将先减速后匀速。 3、 V 0≠ 0,且V 0与V 带反向,(如图3)

此种情形下,物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为 的减速运动,假定物体一直减速到离开传送带,则其离开传送带时的速度为V =gL V μ220- ,显然: V ≥ 0,即V 0≥gL μ2时,物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带。 V <0,即V 0< gL μ2时,物体将不会从传送带的另一端离开而从进入端离开,其可能 的运动情形有: a 、先沿V 0方向减速,再反向加速直至从放入端离开传送带 b 、先沿V 0方向减速,再沿V 0反向加速,最后匀速直至从放入端离开传送带。 二、传送带斜置 设传送带两定滑轮间的距离为L ,带与水平面的夹角为θ ,物与带之间的动摩擦因数为μ,物体置与带的一端,初速度为V 0,传送带的速度为V 带。 1、V 0=0,(如图4) 物体刚放到带的下端时,因V 0=0,则其受力如图所示,显然只有f - mgsinθ>0,即μ>tgθ时,物体才会被传送带带动从而向上做加速运动,且a=μgcosθ-gsinθ,假定物体一直加速度运动到上端,则物体在离开传送带时的速度为V= L gsim g )cos 2θθμ-(,显然: V 带<L gsim g )cos 2θθμ-(时,物体在传送带上将先加速后匀速直至从上端离开。 V 带≥ L gsim g )cos 2θθμ-(时,物体在传送带上将一直加速直至从上端离开。 2、 V 0≠ 0,且V 0与V 带同向,(如图5)

弹簧与物块的分离问题----教师版

“弹簧与物块的分离”模型 模型建构: 两个物体与弹簧组成的系统。两个物体在运动到某一位置时就会分开,那么这个位置就 是物体间的分离点。 【模型】弹簧与物块的分离 【特点】①都要建立动力学方程;②分离条件是:相互作用的弹力F N =0 这个问题可以分成两类“模型”: 【模型1】水平面上“弹簧与木块的分离”模型 如图1,B 与弹簧相连,而A 、B 是紧靠在一起的 两个物体,当弹簧原来处于压缩状态,如果地面是光滑 的,则物体A 、B 在向左运动的过程中A 、B 何时分离。 〖解析〗物体应在弹簧的原长处分离。由于水平面光滑,当弹簧从压缩状态回到自然伸 长位置时,一直加速运动。当它刚刚回到平衡位置时,物块B 受的弹力为阻力,开始减速。 而物块A 不受外力做匀速直线运动。v A ≥v B 此时A 、B 分离。 【体验1】但是如果物体与地面之间是不光滑的,题目条件如模型1。试讨论分离条件。 〖解析〗假设A 、B 在某一位置分离,此时刻两物体的相互作用力为零F AB =0 同时,两物体的加速度相同。 则A A a g μ=;B B B kx a g m μ=+ 所以()A B g x k μμ-= 讨论: (1)如果A μ等于B μ或均为零;x 等于零。两物体在O 点分离; (2)如果A μ大于B μ,x 大于零,两物体在O 点的右侧分离; (3)如果A μ小于B μ,x 大于零,两物体的分离点在O 点的左侧。 图1 A B O

〖点评〗两物体分离的条件是:相互间的弹力F N =0等于零;两物体瞬时加速度相等。 【模型2】竖直面上“弹簧与木块的分离”模型 如图2所示,轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板,在薄板上放重物, 用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,重物何时与木板分离 〖解析〗当物体分离时,物体间的弹力F N =0 物块只受重力,物块的加速度为g ,木板的加速度也为g 弹簧的状态应为原长,即弹簧恢复原长时,二者分离 此时物块与薄板有共同的加速度。 从动力学的角度可以得到,竖直方向的弹簧类问题两物体的分离点是在弹簧的原长处。 模型典案: 【典案1】A 、B 两木块叠放在竖直轻弹簧上,如图3所示,已知木块A 、B 质量分别为 kg 和 kg ,弹簧的劲度系数k=100 N/m ,若在木块A 上作用一个竖直向上的力F ,使A 由静止 开始以 m/s 2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10 m/s 2) (1)使木块A 竖直做匀加速运动的过程中,力F 的最大值; (2)若木块由静止开始做匀加速运动,直到A 、B 分离的过程中,弹簧的弹性势能减少 了 J ,求这一过程F 对木块做的功。 〖解析〗(1)设A 、B 叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x 有k x =(m A +m B )g , 所以x =(m A +m B )g/k ① 对A 施加向上的F 力,分析A 、B 受力如图4 对A :F+F N -m A g=m A a ② 对B :kx′-F N -m B g=m B a′ ③ 图2 m M 图3 图4

高中物理复习专题之绳子、弹簧和杆

绳拉物问题 【问题综述】此类问题的关键是: 1.准确判断谁是合运动,谁是分运动;实际运动是合运动 2.根据运动效果寻找分运动; 3.一般情况下,分运动表现在: ①沿绳方向的伸长或收缩运动; ②垂直于绳方向的旋转运动。 5.对多个用绳连接的物体系统,要牢记在绳的方向上各点的速度大小相等。 1. 汽车通过绳子拉小船,则() A、汽车匀速则小船一定匀速 B、汽车匀速则小船一定加速 C、汽车减速则小船一定匀速 D、小船匀速则汽车一定减速 2:如图,汽车拉着重物G,则() A、汽车向左匀速,重物向上加速 B、汽车向左匀速,重物所受绳拉力小于重物重力 C、汽车向左匀速,重物所受绳拉力大于于重物重力 D、汽车向右匀速,重物向下减速 3:如左图,若已知物体A的速度大小为v A,求重物B的速度 大小? 5 如图所示,A、B两物体用细绳相连,在水平面上 运动,当α=45度,β=30度时,物体A的速度为2 m/s, 这时B的速度为。 6.质量分别为m和M的两个物体跨过定滑轮如图所示,在M沿光滑水平 面运动的过程中,两物体速度的大小关系为() A.V1﹤V2 B.V1﹥V2 C.V1=V2 解开绳拉物体问题的“死结” 一、有关运动的合成和分解问题 ①当物体的运动方向沿绳子方向(与绳子平行)时,物体的速度与绳 子的速度相同。 【例1】如右图所示,A、B两物体通过一条跨过定滑轮的绳子相连接。A沿斜面下滑,B沿水平面滑动。由于A、B的运动方向均沿绳子的方向,所以两物体的速度均和与它们相连接的绳子的速度相同。因而A、B两物体的速度大小相等。v B v Aθ A B G α A B β

②当物体的运动方向不沿绳子方向(与绳子不平行)时,物体的速度与绳子的速度不 相同,此类问题应该用运动的合成和分解的知识解答。 【例2】如右图所示,人用绳子通过定滑轮拉物体A ,当人以速度0v 匀速前进时,求物体A 的速度。 【例3】光滑水平面上有A 、B 两个物体,通过一根跨过定滑轮的轻绳子相连,如右图所示,它们的质量分别为A m 和 B m 。当水平力F 拉着A 且绳子与水平方向的夹角为 45A θ=o ,30B θ=o 时,A 、B 两物体的速度之比是多少? 32 A B v v =∶∶二、有关物体速度的突变问题 对于物体的速度方向与绳子不平行的此类问题,由前面的分析可知,物体的速度可分解为沿绳子方向的分速度和垂直于绳子方向的分速度。那么当绳子突然停止伸长或缩短时,沿绳子方向的分速度突变为零,而垂直于绳子方向的分速度保持不变。 【例4】如右图所示,有一质量为m 的小球P 与穿过光滑水平板中央小孔O 的轻绳相连,用力拉着绳子另一端使P 在水平板内绕O 做半径为a 、角速度为1ω的匀速圆周运动。求: (1)此时P 的速率多大? (2)若将绳子从这个状态迅速放松后又拉直,使P 绕O 做半径为b 的匀速圆周运动,从放松到拉直这段过程经过了多长时间? (3)P 做半径为b 的圆周运动的角速度2ω? 2 212a b ωω= 22 11 x b a t v -== 。

弹簧问题的归纳总结

弹簧问题的归类总结 1、弹簧的瞬时问题 弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。 2、弹簧的平衡问题 这类题常以单一的问题出现,涉及到的知识是胡克定律,一般用f=kx或△f=k?△x来求解。 3、弹簧的非平衡问题 这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。 4、弹力做功与动量、能量的综合问题 在弹力做功的过程中弹力是个变力,并与动量、能量联系,一般以综合题出现。它有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起,以考察学生的综合应用能力。分析解决这类问题时,要细致分析弹簧的动态过程,利用动能定理和功能关系等知识解题。 例1在原子物理中,研究核子与核子关联的最有效途经是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下面力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直轨道的固定档板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图7所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变。然后,A球与档板P发生碰撞,碰后A、D静止不动,A与P接触而不粘连。过一段时间,突然解除销定(锁定及解除锁定均无机械能损失),已知A、B、C三球的质量均为m。 (1)求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。 (2)求在A球离开档板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。 解:整个过程可分为四个阶段来处理. (1)设C球与B球粘结成D时,D的速度为v1,由动量守恒定律,得 图—9

第二轮弹簧和传送带问题专题复习

第二轮专题:弹簧和传送带问题 第一部分 弹簧问题 有关弹簧的题目在高考中几乎年年出现,由于弹簧弹力是变力,学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识,不能建立与之相关的物理模型并进行分类,导致解题思路不清、效率低下、错误率较高. 与弹簧相关的有两类问题:一类是静平衡问题,一类是动态问题。静平衡模型主要是弄清弹簧形变是拉伸还是压缩,从而正确画出弹力的方向,利用平衡条件求解;动态模型除了弄清弹簧形变是拉伸还是压缩,从而正确画出弹力的方向外,还应弄清弹力对物体的做功情形,物体动能的变化;对于水平面上被轻弹簧连接的两个物体所组成的合外力为零的系统,当伸长量最大时和压缩量最大时均为“二者同速”。 在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为“轻弹簧”,是一种常见的理想化物理模型.轻弹簧中各部分间的张力处处相等,两端弹力的大小相等、方向相反。以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情景,考查力的概念,物体的平衡,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点。 注:有关弹簧的串、并联和弹性势能的公式,高考中不作定量要求。 一、平衡、牛顿定律的应用 例1.(06年北京)木块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N /m ,系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N 的水平拉力作用在木块B 上.A 、B 均静止不动.则力F 作用后 A.木块A 所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A 所受摩擦力大小是11.5 N C.木块B 所受摩擦力大小是9 N D.木块B 所受摩擦力大小是7 N 例2.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重量为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.再将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F 0竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数为 A .乙图读数F 0-G ,丙图读数F 0+G B .乙图读数F 0+G ,丙图读数F 0-G C .乙图读数F 0,丙图读数F 0-G D .乙图读数F 0-G ,丙图读数F 0 例3.如图所示,一个弹簧秤放在光滑的水平面上,外壳质量m 不能忽略,弹簧及挂钩质量不计,施加水平方向的力F 1、F 2,且F 1>F 2,则弹簧秤沿水平方向的加速度为 ,弹簧秤的读数为 . 例4.如图所示,质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A 、B 之间无相对运动。设弹簧的劲度系数为k ,当物体离开平衡的位移为x 时,A 、B 间摩擦力的大小等于 A. 0 B.kx C. kx M m D. kx m M m

专题2.9 与弹簧相关的平衡问题(提高篇)(解析版)

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 第二部分相互作用 九.与弹簧相关的平衡问题(提高篇) 一.选择题 1.(2018·河北省衡水中学第一次调研)如图7所示,光滑的大圆环固定在竖直平面上,圆心为O点,P为环上最高点,轻弹簧的一端固定在P点,另一端拴连一个套在大环上的小球,小球静止在图示位置,则() A.弹簧可能处于压缩状态 B.大圆环对小球的弹力方向不可能指向O点 C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点 D.大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力,也可能大于球的重力 【参考答案】BC 【名师解析】 若弹簧处于压缩状态,则对小球受力分析可知,重力向下,大圆环对小球的弹力指向O点,弹簧弹力沿PQ向下,则由平衡条件可知,此三力不可能平衡,选项A错误;因弹簧处于被拉伸状态,则大圆环对小球的弹力方向沿半径方向向外,不可能指向O点,选项B正确;因小球受重力、弹簧的弹力以及大圆环的弹力作用,由平衡条件可知,小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定与大圆环对小球的弹力等大反向,指向O 点,选项C正确;根据平行四边形定则,结合几何关系可知,大圆环对小球的弹力大小等于球的重力,选项D错误. 2.(2016·四川成都高新区月考)如图所示,把重为20 N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上并静止,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,则弹簧对物体的弹力(弹簧与斜面平行)()

A.可以为22 N,方向沿斜面向上 B.可以为2 N,方向沿斜面向下 C.可以为12 N,方向沿斜面向下 D.弹力不可能为零 【参考答案】AB 【名师解析】 将重力分解,平行斜面的向下分力为mg sin 30°=10 N,垂直斜面的分力为mg cos 30°=10 3 N,当最大静摩擦力平行斜面向下时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为拉力,等于22 N;当最大静摩擦力平行斜面向上时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为推力,等于2 N。故弹簧弹力可以是不大于2 N的推力或者不大于22 N的拉力,也可以没有弹力,故选项A、B正确,C、D错误。 3.如图所示,一直杆倾斜固定并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F=10 N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=10 m/s2。下列说法正确的是() A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向下 B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 N C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上 D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N 【参考答案】AD 【名师解析】 由于F=10 N>mg=5 N,所以圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向下,选项A正确;画出圆环受力示意图如图所示,由几何知识可得,圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 3 N,选项B错误;圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向下,大小等于2.5 N,选项C错误,D正确。 4.如图所示,三个相同的轻质弹簧连接在O点,弹簧1的另一端固定在天花板上,且与竖直方向的夹角为

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