弹簧问题(教).doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除1如图甲所示，一半径为R=1m，圆心角为1430的竖直圆弧形光滑轨道与倾斜传送带相切于B点，传送带下端通过一小段圆弧与光滑水平面平滑连接，水平面左端C处固定一轻质弹簧，M为圆弧轨道的最高点，传送带倾角为370，长为L=1.5m，刚开始弹簧被质量为m=2kg的小滑块压缩并锁定，小滑块与传送带间的动摩擦因数为，传送带以一定速度顺时针匀速运行，解除弹簧锁定后，小滑块刚好在B点与传送带共速并恰好能通过M点（取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8），求： 传送带匀速运行的速度多大？弹簧锁定时，轻质弹簧所储存的能量E。答案： 43J

2、或 85J2、（17分）如图所示，劲度系数k25 N/m轻质弹簧的一端与竖直板P拴接（竖直板P固定在木板B的左端），另一端与质量m11 kg的小物块A相连，物体A静止于木板B上，P和B的总质量为M4 kg且B足够长，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与质量m23kg物体C相连。木板B的上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数0.3，开始时用手托住C，让细线恰好伸直但没拉力，然后由静止释放C，直至B开始运动。全过程物体C没有触地，弹簧在弹性限度内，g=10m/s2。求：(1)刚释放瞬间物体C的加速度;(2)从刚释放C到B开始运动的过程中，此时C的速度为m/s，弹簧弹力对物体A所做的功;(3) B

3、刚开始运动时，弹簧弹力对物体A做功的功率。2、（17分）解：（1）对物体C：m2gT= m2a对物体A：T= m1a所以a=7.5m/s2，方向竖直向下。(4分)（2）水平面对B的摩擦力f=N=(m1+M) g=15N弹簧弹力F=kx当F=f时物体B开始运动，则F=f，kx=(m1+M) g，x=0.6m对物体A、C：m2gx+W=弹簧弹力对物体A所做的功W=4.5J (6分)（3） 功率P=FV=15x=(W) (3分)3在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角37的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行劲度系数k=5N/m的轻

4、弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面水平面处于场强E5104N/C、方向水平向右的匀强电场中已知A、B的质量分别为mA=0.1kg，mB=0.2kg，B所带电荷量q=+410-6C设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电量不变取g10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.（1）求B所受摩擦力的大小；（2）现对A施加沿斜面向下的拉力F使A以加速度a=0.6m/s2开始做匀加速直线运动A从M到N的过程中，B的电势能增加了已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数为=0.4求A到

5、达N点时拉力F的瞬时功率思路分析：考点解剖：本题综合考查了物体的平衡、牛顿第二定律、电势能、功率的有关知识，同时考查考生的综合能力解题思路：根据物体平衡的条件分别对A、B进行受力分析可以得出B物体所受的摩擦力；根据电场力做功与电势能的关系得出B物体发生的位移，然后再对A受力及运动情况进行研究，应用牛顿第二定律和运动学及功率的公式进行分析解答过程：解：（1）F作用之前，AB处于静止状态，设B所受的静摩擦力大小为 ，AB间的绳子的张力为，有：对A：，对B： ，联立两式，代入数据得f00.4N（2）物体A从M点到N点的过程中，AB两物体的位移均为s，AB间绳子的张力为T，有： ，设A在N点时速度为v

6、，受弹簧拉力为F弹，弹簧的伸长量为，有：由几何关系知：设拉力F的瞬时功率为P，有：，联立解得：P0.528W4.（引用四川省成都市2015届高中毕业班第一次一诊模拟检测物理试题第11题）如图所示，A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A带负电，电荷量大小为q。A静止于斜面的光滑部分（斜面倾角为37，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场），轻绳拉直而无形变。不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为k。B、C质量相等，均为m，A的质量为2 m，不计滑轮的质量和摩擦，重力加速度为g。B37CA（1）电场强度E的大

7、小为多少？ （2）现突然将电场的方向改变 180，A开始运动起来，当C刚好要离开地面时（此时 B还没有运动到滑轮处， A刚要滑上斜面的粗糙部分），请求出此时B的速度大小。（3）若（2）问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问A再经多长时间停下来？ 4.（20分）解(1)A静止，根据平衡条件有 （2分）解得 （2分） （2）初始时刻B静止，设弹簧压缩量为x，由平衡条件有 当C刚要离开地面时，C对地面的压力N=0，设弹簧伸长量为x由平衡条件有 由于B、C重力相等，故= （4分） 分析可知，当C刚要离开地面时，B向上运动LB=2x，A沿斜面下滑LA=2x对A、B系统根据动能定

8、理可得 （4分） 解得 （2分） (3)A滑上斜面的粗糙部分，电场反向，电场力与重力下滑分力的合力为零，由牛顿第二定律可得 （1分） （1分） 得 （2分） 故A做匀减速直线运动，时间 （2分）5. （20分）(根据成都2015高三一模改编) 如图所示，A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连，其中A带负电，电荷量大小为q。A静止于斜面的光滑部分（斜面倾角为37，其上部分光滑，下部分粗糙且足够长，粗糙部分的摩擦系数为,且=tan300，上方有一个平行于斜面向下的匀强电场），轻弹簧恰好无形变。不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起，且处于静止状态，弹簧劲度系数为k。B、C质量相等，均为m，A的质量为

9、2 m，不计滑轮的质量和摩擦，重力加速度为g。（1）电场强度E的大小为多少？ （2）现突然将电场的方向改变 180，A开始运动起来，当C刚好要离开地面时（此时 B还没有运动到滑轮处， A刚要滑上斜面的粗糙部分），B的速度大小为v，求此时弹簧的弹性势能EP。（3）若（2）问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时，绳子断了，电场恰好再次反向，请问A再经多长时B37CA间停下来？ 5. (20分) 6.【四川省成都市2015届高中毕业班第一次诊断性检测】（16分）如图所示，斜面倾角为，在斜面底端垂直斜面固定一挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为M1.0 kg的木板与轻弹簧接触、但不拴接，弹簧与斜面平行、且为

10、原长，在木板右上端放一质量为m2.0 kg的小金属块，金属块与木板间的动摩擦因数为10.75，木板与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为20.25，系统处于静止状态小金属块突然获得一个大小为v15.3 m/s、平行斜面向下的初速度，沿木板向下运动当弹簧被压缩x0.5 m到P点时，金属块与木板刚好达到相对静止，且此后运动过程中，两者一直没有发生相对运动设金属块从开始运动到与木块刚好共速所用时间t0.75 s，之后木板压缩弹簧至最短，然后木板向上运动，弹簧弹开木板，弹簧始终处于弹性限度内，已知sin 0.28、cos 0.96，g取10 m/s2，结果保留两位有效数字求：（1）木板开始运动瞬间的加速度；（

11、2）金属块与木板下滑过程中刚好相对静止时，弹簧的弹性势能；（3）假设木板由P点压缩弹簧到弹回P点过程中不受斜面摩擦力作用，木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离7如图所示，竖直放置的劲度系数为k 的轻质弹簧，上端与质量为m的小球连接，下端与放在水平桌面上的质量为M的绝缘物块相连。小球与弹簧绝缘，小球带正电，带电量为q。物块、弹簧和小球组成的系统处于静止状态。现突然加上一个竖直向上、大小为E的匀强电场，某时刻物块对水平面的压力为零，小球的速度为v，则：从加上匀强电场到物块对水平面的压力为零的过程中，小球电势能该变量的大小为多少？此过程中弹簧的弹性势能的改变量为多少？ 8 (2005全国高考，24)如

12、图，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升.若将C换成另一个质量为（m1+m3）的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？（已知重力加速度为g）24、如图所示，一轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与物体A连接，物体A又与一跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端悬挂着物体B和C，A，B，C均处于静

13、止状态，现剪断B和C之间的绳子，则A和B将做简谐运动，已知物体A质量为3m，B和C质量均为2m，弹簧的劲度系数为k，试求：（1）剪断B和C间绳子之前，A，B，C均处于静止状态时，弹簧的开变量；（2）物体A振动过程中的最大速度vm及此时弹簧的形变量；（3）振动过程中，绳对物体B的最大拉力和最小拉力。【答案】（1）（2）；（3）Fmax=2.8mg，Fmin=1.2mg【解析】试题分析：（1）绳剪断前，AB间绳拉力为F，弹簧伸长量为x1，A为对象有：3mg+kx1=FB和C为对象有：F=4mg 解得（2）A振动过程中速度最大时在平衡位置，此时合力为零，AB之间绳拉力为F0，弹簧压缩量为x2：B在振动过程的最高点：2mg-Fmin=2ma，解得：Fmin=1.2mg【精品文档】第 5 页