Question

【題目】為測量豎直方向的加速度，某研究小組利用一根輕彈簧、刻度尺、鉤碼制作了一個測量加速度的裝置。如圖所示，輕彈簧上端固定在豎直放置的刻度尺的零刻線處，下端不a 掛鉤碼時指針指在A（0.10m）位置；掛上質(zhì)量為0.2kg 的鉤碼，平衡時指針處在B（0.14m） 位置。把B 位置標(biāo)為加速度的 0刻度值。（取g＝10m/ s2）

（1）求彈簧的勁度系數(shù)k 。

（2）將該裝置掛在豎直上升的升降機(jī)中，發(fā)現(xiàn)指針處在C（0.16m） 位置。C 位置應(yīng)標(biāo)注的加速度值是多少？此時鉤碼處于“超重”還是“失重”狀態(tài)？

Answer 1

【答案】（1）k=50N/m（2）ac=5m/s2“超重”狀態(tài)

【解析】

(1)根據(jù)胡克定律，彈簧的伸長量與拉力成正比，即F=k△x，代入數(shù)據(jù)求解勁度系數(shù)即可；

(2)由圖讀出彈簧的長度，由胡克定律求出彈簧的彈力，由牛頓第二定律求出加速度即可。

(1)彈簧的伸長量：△x=l2-l1=0.14-0.10=0.04 m

掛質(zhì)量為0.2kg鉤碼時彈簧的彈力：F=mg=0.2×10=2N

彈簧的勁度系數(shù)：；

(2) 由牛頓第二運動定律得：

解得：，方向向上，

C 位置應(yīng)標(biāo)注的加速度值為5m/s2 ，鉤碼處于“超重”狀態(tài)。