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在水平地面上運動的小車車廂底部有一質量為m1的木塊,木塊和車廂通過一根輕質彈簧相連接,彈簧的勁度系數為k.在車廂的頂部用一根細線懸掛一質量為m2的小球.某段時間內發現細線與豎直方向的夾角為θ,在這段時間內木塊與車廂保持相對靜止,如圖所示.不計木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內彈簧的形變為(  )
分析:先對小球受力分析,結合運動情況求出合力,然后根據牛頓第二定律求出加速度,再對物體受力分析,求出合力后確定彈簧彈力.
解答:解:對小球受力分析,如圖

由幾何關系
F=m2gtanθ
由牛頓第二定律
a=
F
m
=gtanθ
車向左加速或向右減速
對小物體受力分析,受重力、支持力和彈簧彈力,合力等于彈簧彈力,根據牛頓第二定律
F=m1gtanθ
物體受向左的彈力
結合胡克定律可知
彈簧的伸長量為
m1g
k
tanθ
故選A.
點評:僅僅對物體受力分析,有時無法求出合力,本題中還必須要結合物體的運動情況進行受力分析,才能得到明確的結論.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,粗糙水平地面與半徑為R的光滑半圓軌道BCD相連接,且在同一豎直平面內,O是BCD的圓心,BOD在同一豎直線上.質量為m的小物塊在水平恒力F的作用下,由靜止開始做勻加速直線運動,小物塊與水平地面間的動摩擦因數為μ.當小物塊運動到B點時撤去F,小物塊沿半圓軌道運動恰好能通過D點.求:
(1)小物塊在水平地面上運動時的加速度;
(2)小物塊運動到B點時的速度;
(3)小物塊離開D點后落到地面上的點與B點之間的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?宜賓模擬)如圖所示,寬L=1m、高h=7.2m、質量M=8kg的上表面光滑的木板在水平地面上運動,木板與地面間的動摩擦因數μ=0.2.當木板的速度為vo=3m/s時,把一質量m=2kg的光滑小鐵塊(可視為質點)無初速輕放在木板上表面的右端,取g=10m/s2.求:
(1)小鐵塊與木板脫離時木板的速度v1的大小
(2)小鐵塊剛著地時與木板左端的水平距離s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在光滑水平地面上靜放著質量為m=2Kg的小滑塊和質量為M=4Kg、長L=8m的薄板。滑塊和薄板間動摩擦因數為μ=0.2,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。若向薄板施加水平拉力F=20N,作用2s后撤去,取g=10m/s2。求:

(1)拉力F所做的功。

(2)薄板在水平地面上運動的最終速度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了分析車禍現場的發生過程,常利用電動小車的運動過程來模擬研究,根據實驗結果去推理、再現車禍的發生過程,這種研究方法稱為類比實驗法.下面的研究就是某一次兩車相撞的類比實驗研究過程:如圖所示, 1和2是在水平地面上運動的兩輛電動小車(可視為質點),它們的質量分別為,分別以初速度迎面相向運動,他們與地面的滑動摩擦系數均為,當兩電動小車間的距離為 時,同時關閉兩電動小車的電源,經一定時間后兩電動小車相碰.求:

      (1)關閉電源后經過多少時間兩電動小車相碰?

      (2)若碰后兩車粘在一起運動,則碰撞過程中兩電動小車損失的機械能為多少?

      (3)若兩車的碰撞為彈性碰撞(碰撞過程無機械能損失),碰撞過程時間為,則碰撞過程中電動小車1受到的撞擊力約為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖4所示,bc是固定在小車上的水平橫桿,物塊M中心穿過橫桿,M通過細線懸吊著小物體m,小車在水平地面上運動的過程中,M始終未相對桿bc移動,Mm與小車保持相對靜止,懸線與豎直方向夾角為α,則M受到橫桿的摩擦力為(  )

圖4

A.大小為(mM)gtan α,方向水平向右

B.大小為Mgtan α,方向水平向右

C.大小為(mM)gtan α,方向水平向左

D.大小為Mgtan α,方向水平向左

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