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18.如图所示,竖杆和底座连在一起,竖杆外套有质量不计的弹簧,弹簧的下端与底座连接,竖杆和底座总质量为M=2kg,放在水平地面上,另有一个质量为m=1kg,套在竖杆上紧挨弹簧但不与弹簧连接,弹簧处于压缩状态,现突然释放弹簧,圆环在弹力作用下向上运动,圆环离开弹簧以后沿着竖杆继续向上运动,此时圆环的加速度大小为a=12m/s2.求(g取10m/s2
(1)此时圆环受到的摩擦力大小.
(2)此时底座对水平地面的压力.

分析 (1)圆环加速度超过g,摩擦力向下,对圆环受力分析,使用牛顿第二定律求得摩擦力;
(2)分析底座静止,受力平衡求得支持力,再有牛顿第三定律求对地面的压力.

解答 解:(1)圆环m受重力(mg)和杆向下的摩擦力(f),根据牛顿第二定律
f+mg=ma
∴f=ma-mg=2N
(2)底座受重力(Mg),向上的支持力(N)和向上的摩擦力(f),根据底座受力平衡
Mg=N+f
∴N=Mg-f=18N
根据牛顿第三定律:F=N=18N (方向向下)
答:(1)圆环受到的摩擦力大小为2牛顿;
    (2)底座对地面的压力为18牛顿,方向向下.

点评 注意:圆环加速度超过g,摩擦力向下;根据牛顿第三定律底座受摩擦力向上、底座受力平衡,求得支持力;最后的压力方向必需回答,因为二问中没说是压力的大小.

练习册系列答案
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(1)如图所示是某同学设计的实验电路图,请你帮他选择合适的器材:电表1应选A,电表2应是B,定值电阻应选D.(这三空均填写器材前的字母代号)
(2)老师看了该同学设计的实验电路图,提醒他,该实验电路图的设计有严重问题.她说:“无论滑动变阻器的滑动片置于任何位置,只要合上开关,就会烧坏灯泡或其它仪表”.请你用笔代替导线在原图上帮他补上一根导线,将该电路图更改为正确的实验电路图.
(3)测量LED灯正常工作时的电阻表达式为Rx=$\frac{{I}_{2}({R}_{2}+{r}_{2})}{{I}_{1}-{I}_{2}}$(用字母表示).实验时,不断改变滑动变阻器的电阻值,当电表2(填1或2)的示数达到1.5mA(填示数和单位)时,其对应的结果为LED灯正常工作时电阻.

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