如圖所示,為一秤盤和彈簧質(zhì)量均不計的彈簧臺秤,盤內(nèi)放一物體P,物體P原處于靜止狀態(tài).現(xiàn)對P施加一個豎直向上的拉力F,使P從靜止開始向上做勻加速運動,已知拉力F作用0.2s后物體P離開了彈簧臺秤的秤盤,則下列四個選項中能正確表示拉力F隨時間t變化的圖象是(  )
分析:對整體對分析,運用牛頓第二定律得出F與時間的關系圖線,從而判斷正誤.
解答:解:在0-0.2s內(nèi),設開始的形變量為l,對整體分析,有:F+k(l-x)-(M+m)g=(M+m)a
又:x=
1
2
at2

解得F=(M+m)a+(M+m)g-k(l-
1
2
at2
)=(M+m)a+(M+m)g-kl+
1
2
kat2
因為M、m、g、k、l為定量,知F與t成二次函數(shù)關系.
0.2s后,對物體P分析,因為加速度恒定,則拉力為恒力.故C正確,A、B、D錯誤.
故選:C
點評:解決本題的關鍵確定好研究對象,正確地受力分析,運用牛頓第二定律進行求解.
練習冊系列答案
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一彈簧秤的秤盤質(zhì)量m1=1.5kg,盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2=10.5kg的物體P,彈簧質(zhì)量不計,其勁度系數(shù)為K=800N/m,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),如圖所示.現(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F,使P從靜止開始向上做勻加速直線運動,已知在最初0.2s內(nèi)F是變化的,在0.2s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2

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實驗題:(1)(8分)①某同學在做“研究彈簧的形變與外力的關系”的實驗時,作出外力F與彈簧總長度L的關系圖線如圖所示.該實驗始終在彈簧的彈性限度內(nèi)進行。由圖可知該彈簧的勁度
系數(shù)為___________N/m,自然長度為__________ cm。

②在“探究勻變速直線運動”實驗中,一同學在紙帶上打出一系列的點,如圖所示,紙帶中相鄰兩計數(shù)點間還有一個打點未畫出,打點計時器的頻率為50Hz,那么物體運動的加速度a =" _________" m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(2)(10分)如圖A是用砝碼拉著滑塊在氣墊導軌上做勻加速直線運動來“驗證牛頓第二定律”的實驗。

①此實驗, 為驗證滑塊和遮光板質(zhì)量M不變時,a與F的關系,滑塊和遮光板質(zhì)量M、砝碼及秤盤質(zhì)量m的數(shù)值應選取下列________.

A.M=500g,m分別為50g、70g、100g、 125g
B.M=500g,m分別為20g、30g、40g、50g
C.M=200g,m分別為50g、70g、:100g、125g
D.M=200g,m分別為30g、40g、50g、60g
②甲同學由測量數(shù)據(jù)畫出的a-F圖象如B圖,圖線末端出現(xiàn)彎曲的原因________________。

③乙同學由測量數(shù)據(jù)畫出的a-F圖象如C圖,圖像不過原點的原因_____ ___________  。

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