安徽合肥第八中學高考物理二輪專題匯編6彈簧_第1頁
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文檔簡介

1、彈簧1 .如圖所示,質量分別為m和m2的兩物塊放在水平地面上,與水平面間的動摩擦因數都為科(w0),用輕彈簧將兩物塊連接在一起。當用水平力F作用在m上時,兩物塊均以加速度a做勻加速運動,此時,彈簧伸長量為x;若用水平力F'仍作用在m上,兩物塊均以加速度a'=2a做勻加速運動,此時,彈簧伸長量為x'。則下列關系正確的是:()口m-FFA、F=2FB、x'=2xCF>2FB、x'<2x【答案】D2 .如圖a所示,物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的彈簧,整個系統靜止放在光滑水平地面上,其中A物塊最初與左側固定的擋板相接觸,B物塊質量為2kg。現解除

2、對彈簧的鎖定,在A離開擋板后,B物塊的vt圖如圖b所示,則可知()A.在A離開擋板前,A、B系統動量不守恒,之后守恒B.在A離開擋板前,A、B與彈簧組成的系統機械能守恒,之后不守恒C.彈簧鎖定時其彈性勢能為9JD.A的質量為1kg,在A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為3J【答案】ACD3 .如圖所示,斜面體M的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上。彈簧的一端固定在墻面上,另一端與放在斜面上的物塊m相連,彈簧的軸線與斜面平行。若物塊在斜面上做來回運動,斜面體保持靜止,則地面對斜面體的摩擦力f與時間t的關系圖象應是下圖中的哪一個A.B.D.【答案】C4 .如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,

3、B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁,初始時A、B靜止;現用力F沿斜面向上推A,(1A、B并未運動.下列說法正確的是()A. A、B之間的摩擦力可能大小不變B. A、B之間的摩擦力一定變小C. B與墻之間可能沒有摩擦力D.彈簧彈力一定不變【答案】AD5 .如圖8所示,勁度系數為k的豎直輕彈簧下面掛一個質量為m的物體,物體在豎直方向做簡諧運動,當物體振動到最高點時,彈簧正好為原長.則物體在振動過程中A.物體在最低點時受的彈力大小為mgB.彈簧的最大彈性勢能等于辿逡kC.彈簧的彈性勢能和物體的動能總和不變D.物體的最大動能應等子2店【答案】B6 .如圖,傾角為ct的斜面體放在粗糙的水平面上,質量為m的物

4、體A與一勁度系數為k的輕彈簧相連.現用拉力F沿斜面向上拉彈簧,使物體A在光滑斜面上勻速上滑,上滑的高度為h,斜面體始終處于靜止狀態。在這一過程中B拉力F做的功為FhsinceC物體A的機械能增加mghDK斜面體受地面的靜摩擦力大小等于Fcos【答案】CD7 .如圖所示,一底端有擋板的斜面體固定在水平面上,其斜面光滑,傾角為eo一個勁度系數為k的輕彈簧下端固定在擋板上,上端與物塊A連接在一起,物塊B緊挨著物塊A靜止在斜面上。某時刻將B迅速移開,A將在斜面上做簡諧運動。已知物塊A、B的質量分別為m、RB,若取沿斜面向上為正方向,移開B的時刻為計時起點,則A的振動位移隨時間變化的圖像ABk*呢日kC

5、D【答案】B8.如圖所示,在足夠大的光滑水平面上放有兩個質量相等的物塊,其中物塊A連接一個輕彈簧并處于靜止狀態,物塊B以初速度V0向著物塊A運動,當物塊B與物塊A上的彈簧發生相互作用時,兩物塊保持在一條直線上運動.若分別用實線和虛線表示物塊B和物塊A的vt圖v-t圖象是圖1-2-21中的()圖1-2-219.如圖,水平面上兩個物塊簧的狀態未知,現用水平力拉間的動磨擦因數為B=311A象,則兩物塊在相互作用過程中,正確的VV0|b|川a|圖1-2-20AB用勁度系數為k的輕彈簧連接,處于靜止狀態,開始時彈A或B,使它們運動起來,已知ra=2rb=2mAB與水平面之=3科,且認為最大靜磨擦力等于滑

6、動磨擦力,則下列說法正確的ABCD若用力向左拉A,A可能要向左移動5Tg,B才能開始運動若用力向左拉A,可能A、B一起運動起來若用力向右拉B,B可能向右運動空9,A才能開始運動若用力向右拉B,A、B可能一起運動起來10 .一輕彈簧的左端固定在墻壁上,右端自由,一質量為m的滑塊從距彈簧右端Lo的P點以初速度v0正對彈簧運動,如下圖所示,滑塊與水平面的動摩擦因數為科,在與彈簧碰后反彈回來,最終停在距P點為Li的Q點,求:在滑塊與彈簧碰撞過程中彈簧最大壓縮量為多少?Liv204dg11 .如圖所示,在光滑的水平面上,物體A跟物體B用一根不計質量的彈簧相連,另一物體C跟物體B靠在一起,但不與B相連,它

7、們的質量分別為m=0.2kg,m0=mc=0.1kg.現用力將C、B和A壓在一起,使彈簧縮短,在這過程中,外力對彈簧做功7.2J.然后,由靜止釋放三物體.求:彈簧的拉伸量最大時的彈性勢能。cnWWVa|【答案】4.8J12 .如圖所示,光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P(P為左端固定,處于壓縮狀態且鎖定的輕質彈簧,當A與P碰撞時P立即解除鎖定),右端N處與水平傳送帶恰平齊且很靠近,傳送帶沿逆時針方向以恒定速率u=5m/s勻速轉動,水平部分長度L=4m。放在水平面上的兩相同小物塊A、B(均視為質點)間有一被壓縮的輕質彈簧,彈性勢能Ep=4J,彈簧與A相連接,與B不連接,A、B與傳送帶間的動摩

8、擦因數=0.2,物塊質量mA=mB=1kg。現將A、B由靜止開始釋放,彈簧彈開,在B離開彈簧時,A未與P碰撞,B未滑上傳送帶。取g=10m/s2。求:(1) B滑上傳送帶后,向右運動的最遠處與N點間的距離sm;(2) B從滑上傳送帶到返回到N端的時間t和這一過程中B與傳送帶間因摩擦而產生的熱能Q(3) B回到水平面后壓縮被彈射裝置P彈回的A上的彈簧,B與彈簧分離然后再滑上傳送帶。則P鎖定時具有的彈性勢能E滿足什么條件,才能使B與彈簧分離后不再與彈簧相碰。【答案】(1)彈簧彈開的過程中,系統機械能守恒Ep=二HAua?+rbub222由動量守恒有mAUA-mBUB=0(1分)聯立以上兩式解得ua

9、=2m/sub=2m/s(1分)(1分)B滑上傳送帶做勻減速運動,當速度減為零時,向右運動的距離最大。由動能定理得mmgsm=0-20B2(1分)解得2uBm=1m2dg(1分)(2)物塊B先向右做勻減速運動,直到速度減小到零,然后反方向做勻加速運動,到皮帶左端時速度大小仍為ub=2m/s由動量定理解得t=mmgt=-mbub-mbu2UB=2sWg(1分)(1分)(1分)B向右勻減速運動因摩擦而產生的熱能為tQ1=RBg(u2+sm)B向左勻加速運動因摩擦而產生的熱能為(1分)t(IRBg(U2-sn)(1分)Q=Q1+Q2=(imgut=20J(3)設彈射裝置P將A彈開時的速度為L1,21

10、2E=RAuA-2HAuaB離開彈簧時,AB速度互換,B的速度(1分)(2分)(2分)B與彈簧分離后不再與彈簧相碰,則B滑出平臺Q端,由能量關系有(2分)以上三式解得(2分)(1分)代入數據解得E>6J13.如圖所示,質量M=4kg的木滑板B靜止在光滑水平面上,滑板右端固定一根輕質彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m,這段滑板與A之間的動摩擦因數為0.2,而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對應的滑板上表面光滑。可視為質點的小木塊A質量為m=1kg,原來靜止在滑板的左端。當滑板B受到水平向左恒力F=14N,作用時間t后撤去F,這時木塊A恰好到達彈簧自由端C處。假設A、B間的最大靜摩

11、擦力和滑動摩擦力相等,g取10m/s2。求(1)水平恒力F作用的時間t;(2)木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能。B【答案】(1)木塊A和滑板B均向左左勻加速直線運動2maA=gaA=%=2m/s(2分)2MaB=F-NmgaB=3m/s(2分)根據題意有SBSa=L(2分)1cle即aBt2-aAt2=L(2分)22代入數據解得t=1s(2分)(2) 1s末木塊A和滑板B的速度分別為vA=aAt=2m/s(1分)vB=aBt=3m/s(1分)撤去F后,當木塊A和滑板B的速度相同時,彈簧壓縮量最大,此時具有最大彈性勢能(2分)根據動量守恒定律mvA+MvB=(M十m)v(2分)代入數據求得

12、v=2.8m/s(1分)111由機械能寸恒te律得一mvA+mvB=-(M+m)v+E(2分)222代入數據可求得彈簧彈性勢能E=0.4J(1分)14.如圖所示,一水平直軌道CF與半徑為R的半圓軌道ABC在C點平滑連接,AC在豎直方向,B點與圓心等高。一輕彈簧左端固定在F處,右端與一個可視為質點的質量為m的小鐵塊甲相連。開始時,彈簧為原長,甲靜止于D點。現將另一與甲完全相同的小鐵塊乙從圓軌道上B點由靜止釋放,到達D點與甲碰撞,并立即一起向左運動但不粘連,它們到達E點后再返回,結果乙恰回到C點。已知CD長為Li,DE長為L2,EC段均勻粗糙,ABC段和EF段均光滑,彈簧始終處于彈性限度內。(1)

13、求直軌道EC段與物塊間動摩擦因素.(2)要使乙返回時能通過最高點A,可在乙由C向D運動過程中過C點時,對乙加一水平向左恒力,至D點與甲碰撞前瞬間撤去此恒力,則該恒力至少多大?【答案】(1)設乙與甲碰前瞬間速度為V1,碰后瞬間速度為v2,甲乙一起返回到D時速度為v3.12(2分)乙從B到D有mgR-umgL1=-mv1碰撞過程由動量守恒得mvi=2mv2(2分)1-21-2甲乙從D到E再回到D有-N2mg,2L2=-2mv3-2mv2-(3分)22乙從D到C有_mgL1=_;mv32(3分)R聯立解得=一R一5L18L2(2)設對乙加的最小恒力為F12從B到D有mgR+FL1-NmgL1=萬mv

14、4(2分)碰撞過程由動量守恒得mv4=2mv5-(1分)1212甲乙從D到E再回到D有一N,2mg2L2=2mv6-2mv5-(1分)22乙從D至ijA有mg2R-NmgL1212(2分)二一mvA一一mv62A26在A點有2mvA(2分)(2分)聯立解得F二10mgRLi15.如圖所示,勁度系數為k的輕彈簧,左端連著絕緣介質小球B,右端連在固定板上,放在光滑絕緣的水平面上。整個裝置處在場強大小為E、方向水平向右的勻強電場中。現有一質量為m帶電荷量為+q的小球A,從距B球為S處自由釋放,并與B球發生碰撞。碰撞中無機械能損失,且A球的電荷量始終不變。已知B球質量為A球質量的3倍,A、B小球均可視

15、為質點。求:(1)A球與B球碰撞前瞬間的速度v0;(2)求A球與B球第一次碰撞后瞬間,A球的速度w和B球的速度v2;(3)B球被碰后的運動為周期性運動,其運動周期要使A球與B球第二次仍在T=B球的初始位置迎面相碰,求勁度系數k的可能取值。【答案】(1)設A球與B球碰撞前瞬間的速度為V。,由動能定理得,12qES=-mvo解得:v0=m(2)碰撞過程中動量守恒m%=mv1+Mv2機械能無損失,有1mv2Jmvj+Mv;(J聯立解得方向向左(2分)(2分)(1分)(1分)(1分)V2=-V0=2212qES方向向右(1分)(3)要使m與M第二次迎面碰撞仍發生在原位置,則必有,、一一,1時間t恰好等

16、于B球的(n+)T2A球重新回到O處所用的t=2-=nT+(n=0、1、2、32由題意得:T=2二kM解得:k-2_6二qE12/、(n+-)2(n=0、1、2、3)(1分)(1分)(1分)(1分)16 .用一根輕質彈簧懸吊一物體A處于靜止時,彈簧伸長了L。現將該彈簧一端固定在墻上,另一端系一三棱體,先將彈簧壓縮4L/25然后將物體A從三棱體的斜面上由靜止釋放,則當A下滑過程中三棱體保持靜止。若水平地面光滑,三棱體斜面與水平地面成37。角,如圖所示。求:(1)物塊A的下滑加速度a;(2)物塊A與斜面之間的動摩擦因數(g=10m/s2)【答案】(1)2m/s2(2)N=0.517 .如圖所示,質

17、量m1=2kg的物體A與勁度k=500N/m的輕彈簧相連,彈簧的另一端與地面上的質量m2=1kg的物體B連接,A、B均處于靜止狀態.當一質量m3=1kg的物體C從A的正上方h=0.45m處自由下落,落到A上立刻與A粘連并一起向下運動,它們到達最低點后又向上運動,最終恰能使B離開地面但并不繼續上升.(A、B、C均可視為質點,2、取g=10m/s),求:(1)C與A粘連后一起向下運動的速度;(2)從AC一起運動直至最高點的過程中彈簧對AC整體做的功.【答案】(1)1m/s(2)0.3J018 .使用“彈簧式角速度測量儀”可以測量運動裝置自轉時角速度的大小,其結構示意圖如圖所示.將測量儀固定在待測裝

18、置上,當裝置繞豎直固定軸OO'轉動時,與輕彈簧相連的小球A可在光滑絕緣細桿BC上滑動,同時帶動連接在A上的滑動變阻器動觸片P在與BC平行的電阻絲MN上滑動,使得電壓表V的示數U0隨裝置轉動的角速度切發生變化,據此可測出待測裝置的角速度切的大小.已知:小球a的質量為m彈簧的勁度系數為k,原長為X0;電阻絲MN1細均勻,長度為L,阻值為R;電壓表V通過兩根導線,分別接在電阻絲MN勺中點Q和動觸片P上;電阻線MN在電壓為U的直流穩壓電源上.閉合電鍵S,測量儀則可工作.若:不計導線、動觸片P的電阻,以及導線對動觸片P的影響,忽略動觸片P與電阻絲MN:間的摩擦,電壓表視為理想表.裝置靜止時,動觸

19、片P與Q點重合.(1)試推導:待測裝置自轉的角速度值與電壓表V的示數U。之間的關系式.(2)用該測量儀測量某裝置自轉角速度的最大值8m是多少?ki'k0二y0U切m2Ym(1+b)加(1+華)【答案】(1)LLUo(2)、L19 .如圖所示,質量均為m的兩物體A、B分別與輕質彈簧的兩端相連接,將它們靜止放在地面上。一質量也為m的小物體C從距A物體h高處由靜止開始下落。干叵|CC與A相碰后立即粘在一起向下運動,以后不再分開。當A與C運動到最高點時,h物體B對地面剛好無壓力。不計空氣阻力。彈簧始終處于彈性限度內。已知重力t個4加速度為g。求下(1) A與C一起開始向下運動時的速度大小;&g

20、t;(2) A與C一起運動的最大加速度大小。(提示:當A與C一起做簡諧運動到最<大位移即A與C運動到最高點時時,加速度最大。分析B此時得受力情況可求出S彈簧的彈力,在分析A、C整體得受力即可由牛頓第二定律求得)(3)彈簧的勁度系數。(提示:彈簧的彈性勢能只由彈簧勁度系數和形變量大小決定。)【答案】(1)k=8mg(2)1.5g(3)h備選1.如圖4所示,質量分別為皿、m的兩個物塊疊放在一起放置在一根豎直輕質彈簧的上端,當兩物塊靜止時,彈簧壓縮了.現用一豎直向下力按壓物塊m0,使彈簧再縮短后停止,然后松手放開,設彈簧總在彈性限度內,則剛松手時物塊m0對物塊的壓力等于A、(1+5(m+m&#

21、176;)gB、(1+5)m)gC、-l-mgD、:(m+mjglT.口l【答案】B2 .如圖所示,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質彈簧直立于地面上,上面放一個質量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接。現將小球向下壓到某位置后由靜止釋放,若小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中,重力和電場力對小球做功的大小分別為W1和W2,小球離開彈簧時速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中A.電勢能增加W2B.彈簧彈性勢能最大值為W1+2mv22C.彈簧彈性勢能減少量為W2+W1D,機械能增加W2【答案】D3 .實驗室常用的彈簧秤如圖甲所示,連接有掛鉤的拉桿與彈簧相連,并固定在外殼一端,外殼上固定一個圓環,可以認為

22、彈簧秤的總質量主要集中在外殼(重力為G)上,彈簧和拉桿的質量忽略不計.現將該彈簧秤以兩種方式固定于地面上,如圖乙、丙所示,分別用恒力F0豎直向上拉彈簧秤,靜止時()A.乙圖t實數為Fo-G,丙圖t實數為F0+GB,乙圖t實數為R+G丙圖t實數為Fo-GC.乙圖t實數為R,丙圖讀數為Fo-GD.乙圖t實數為Fo-G,丙圖t實數為Fo【答案】D4 .如圖所示一勁度系數為k的輕質彈簧,上端固定,下端連著一質量為m的物塊A,A放在托盤B上,初始時全都靜止,彈簧處于自然長度,現設法控制B的運動,使A勻加速下降,用x(始終在彈簧H表示彈簧伸長量,用a表示A的加速度,則在能保持A勻加速下降的整個過程中彈性限

23、度內),重力加速度為g,下列說法正確的有()A.B對A的作用力隨彈簧伸長量x線性遞增B.若a=g,則彈簧最大形變量為3mg44kC.B對A的最大作用力為m(g+a)D.22物塊A的重力勢能減少了*-(g-a)【答案】BD5.如圖所示,一塊質量為M的木板停在光滑的水平面上,木板的左端有擋板,擋板上固定一個小彈簧。一個質量為m的小物塊(可視為質點)以水平速度u0從木板的右端開始向左運動,與彈簧碰撞后(彈簧處于彈性限度內),最終又恰好停在木板的右端。根據上述情景和已知量,可以求出A.彈簧的勁度系數B.彈簧的最大彈性勢能C.木板和小物塊之間的動摩擦因數D.木板和小物塊組成的系統最終損失的機械能【答案】

24、BD6.如圖所示,一放在光滑水平面上的彈簧秤,其外殼質量為m,彈簧及掛鉤質量不計,在彈簧秤的掛鉤上施一水平向左的力F1,在外殼吊環上施一水平向右的力F2,則產生了沿F1方向上的加速度a,那么此彈簧秤的讀數是【答案】AD7.如圖1所示,彈簧秤外殼質量為m>,彈簧及掛鉤質量忽略不計,掛鉤拖一重物質量為m現用一方向沿斜面向上的外力F拉著彈簧秤,使其沿光滑的傾角為9的斜面向上做勻加速直線運動,則彈簧秤讀數為:Amgsin日B、一m.mgsin6mm0C_jmFD、-JFm0mm0m9.如圖所示,一個光滑水平面上做簡諧運動的彈簧振子,滑塊A的質量為M彈簧的勁度系數為k.現在振子上面放另一個質量為m

25、的小物體B,它與振子一起做簡諧運動,則小物體B受到的恢復力f跟位移x的關系式是A.f=-kxC,f=-:'kxmD.f=kxB10.如圖所示,質量均為m的物體A、B通過一根勁度系數為k的輕彈簧相連,開始時B放在地面上,A、B都處于靜止狀態.現用手通過細繩緩慢地將A向上提升距離Li時,B剛要離開地面,此過程手做功W手做功的平均功率為Pi;若將A加速向上拉起,A上升的距離為L2時,B剛要離開地面,此過程手做功W、手做功的平均功率為P2.假設彈簧一直在彈性限度范圍內,貝UA.Li=L2=W>WiC.P2VPi【答案】DA和B.當兩球靜置于內壁光滑半徑為R的半球形容器內時,兩球之間的距離

26、為R,小球球心與彈簧軸芯所連的直線與水平ii.如圖所示,輕質剛性彈簧兩端拴接著可看作質點的小球k的輕彈簧相連,開始時B放在地方向夾角=30°,則A、B兩小球的質量之比為()A.B.2C.2D.【答案】Ci2.如圖所示,質量均為m的物體AB通過一勁度系數為面上,AB都處于靜止狀態.現用手通過細繩緩慢地將A向上提升距離Li時,B剛要離開地面,此過程手做功W、手做功的平均功率為Pl;若將A加速向上拉起,A上升的距離為L2時,B剛要離開地面,此過程手做功W、手做功的平均功率為R.假設彈簧一直在彈性限度范圍內,則mg2mgA.Li=L2=B.L2>L=kkC.W>WD.P2>

27、P【答案】CD13.如圖所示,在水平傳送帶上有三個質量分別為m、2G3m的木塊1、2、3,中間分別用一原長為L、勁度系數為k的輕彈簧連接起來,木塊與傳送帶間的動摩擦因數為,現用水平細繩將木塊1固定在左邊的墻上,傳送帶按圖示方向勻速運動,當三個木塊達到平衡后,1、2兩木塊之間的距離是:A.L+»mg/kB.L+3»mg/kC.L+5mmg/kD.L+6»mg/k【答案】C14.如圖所示,物塊A和B的質量均為m,吊籃C的質量為2m,物塊A、B之間用輕彈簧連接,重力加速度為g,將懸掛吊籃的輕繩燒斷的瞬間,A、B、C的加速度分別為()A.3a=0Ba-gBaB一3c. ac=gd. aB=2g【答案】A15 .如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質量為m的木板B,木板表面光滑,左端固定一輕質彈簧。質量為2m的木塊A以速度V。從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過程中,下列判斷正確的是A.彈簧壓縮量最大時,B板運動速率最大16 B板的加速度一直增大中3C.彈簧給木塊A的沖量大小為2mv/3hA

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