图3-2-19
A.弹簧N一定处于伸长状态 B.弹簧N可能处于原长状态
C.弹簧M一定处于压缩状态 D.弹簧M可能处于伸长状态
解析:跨过定滑轮的轻绳的弹力只能表现为拉力或无弹力,故弹簧N可能处于伸长状态也可能处于原长状态;a的大小和离地的高度不确定,所以弹簧M可能处于压缩状态,也可能处于伸长状态。
答案:BD
7.如图3-2-20所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N,在弹性限度内,当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N。若要指针正对刻度20 N,应悬挂的重物是( )
图3-2-20
A.40 N B.30 N C.20 N D.不知弹簧的劲度系数,无法计算
解析:设在弹簧测力计刻度上,用长度a表示5 N大小的力,当挂80 N的重物时,根据胡克定律可得:
F1=kx1
其中F1=80 N,x1=a=8a
设当指针指在20 N刻度上时,所挂物体的重力为G,则有G=kx2,其中
x2=a=3a
解得G=30 N,故本题正确选项为B。
答案:B
8.竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm;挂重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm,则弹簧原长为______________cm,劲度系数为_____________N/m。
解析:弹簧上悬挂物体时弹簧要伸长,由胡克定律得知:弹簧的长度与弹簧伸长量呈正比,即F=kx,其中k为劲度系数,x为弹簧伸长量,x在数值上等于伸长后总长度减去原长L0,即x=L-L0。改变悬挂重物的质量,伸长量变化,这样可以列出两个方程,通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。
设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,设挂G1=4 N的重物时弹簧的长度为L1,挂G2=6 N的重物时弹簧的长度为L2,则L1=12 cm,L2=13 cm,由胡克定律得:
G1=k( L1-L0)
G2=k(L2-L0)
代入数据解得:L0=10 cm,k=200 N/m