高中物理弹簧问题专题

弹簧类问题的研究
命题趋向与考点
轻弹簧是一种理想化的物理模型,以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情景,考查力的概念,物体的平衡,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点,此类命题几乎每年高考卷面均有所见,引起足够重视
知识概要与方法
弹簧问题的处理办法
1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力蚀刻液再生当题目中出现弹簧时,要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应在题目中一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,现长位置,出形变量x与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,以此来分析计算物体运动状态的可能变化。
2.因弹簧(尤其是软质弹簧)其形变发生改变过程需要一段时间,在瞬间内形变量可以认为不变因此,在分析瞬时变化时,可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变。
3.在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变化,可以先求平均力,再用功的定义进行计算,也可据动能定理和功能关系:能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点:Wk=kx22 kx12),弹力的功等于弹性势能增量的负值弹性势能的公式Ep=kx2,高考不作定量要求,可作定性讨论因此,在求弹力的功或弹性势能的改变时,一般以能量的转化与守恒的角度来求解
弹簧类问题的分类
1弹簧的瞬时问题
弹簧的两端都有其他物体或力的约束时,使其发生形变时,弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。
2弹簧的平衡问题
这类题常以单一的问题出现,涉及到的知识是胡克定律,一般用f=kx或△f=kx来求解。
3弹簧的非平衡问题
这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时,所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。
4弹力做功与动量、能量的综合问题
在弹力做功的过程中弹力是个变力,并与动量、能量联系,一般以综合题出现。有机地将动量守恒、机械能守恒、功能关系和能量转化结合在一起。分析解决这类问题时,要细致分析弹簧的动态过程,利用动能定理和功能关系等知识解题。
  针对训练
一、弹簧的瞬时问题
此类问题的关键是:弹簧的弹力不会瞬间变。
1AB球质量均为mAB间用轻弹簧连接,将A球用细绳悬挂于O点,如图示,剪断细绳的瞬间,试分析AB球产生的加速度大小与方向。
2.如图所示甲、乙两装置,所用的器材都相同,只是接法不同,其中的绳为不可伸长的轻绳,弹簧不计质量,当用剪子剪断甲图中弹簧,乙图中的绳子的瞬间,A物体是否受力平衡?
3.如图所示,AB球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(      )
A两个球的加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
BB球的受力情况未变,加速度为零
铁氟龙押出机CA球的加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ
D弹簧有收缩趋势,B球的加速向上,A球的加速度向下,加速度都不为零
3.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂质量为m0的秤盘,当秤盘中放物体,质量为m当盘静止时,弹簧的长度比其自然的长度伸长了L,今向下拉盘使弹簧再伸长L而停止,然后松手放开,求刚松手时盘对物体的支持力。
4.如图,质量为m1m2的物体PQ分别固定在质量不计的弹簧两端,将其竖直放在一
块平板上并处于静止状态,如突然把水平板撤去,则在刚撤去水平板瞬间,PQ的加速度分别为多少?
5.如图,质量分别为m2m的物块AB 中间用轻质弹簧相连,在B的下方有一质量为m的木板C,手抓住木板C,使ABC都处于静止状态,为使C能从B下方即刻分离,则应在木板C上作用一个大小至少为多大的竖直向下的力?
6.物块A1A2B1B2的质量均为mA1A2用刚性轻杆连接,BlB2用轻质弹黄连结,两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状态,如图所示今突然撤去支托物,让物块下落,在除去支托物的瞬间,A1A2受到的合力分别为电源线扣FA1FA2B1B2受到的合力分别为FB1FB2,则(      )
AFA1=0FA2氧化锆全瓷=2mg FB1=0  FB2=mg
BFA1=mgFA2=mg  FB1=0  FB2=2mg
CFA1=mgFA2=2mg FB1=mg FB2=mg
DFA1=mgFA2=mg  FB1=mg FB2=mg
7.如图所示,质量为M的盒,放在水平面上,盒的上面挂一轻弹簧。弹簧下端挂有质量为m小球a , a与盒底面用细线牵连,细线拉力为T。若将细线剪断。则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(      )
A.地面支持力减少了T      B地面支持力增加了T
Ca的加速度为T/m          Da处于失重状态
8.如图所示,一根原长为L的轻质弹簧,下端固定在水平桌面上,上端固定一个质量为m的物体AA静止时弹簧的压缩量为△L,在A上再放一个质量也是m的物体B,待AB静止后,在B上施加一个竖直向下的力F,使弹簧再缩短△L2,这时弹簧的弹性势能为EP突然撤去力F,则B脱离A向上飞出的瞬间弹簧的长度应为_________这时B的速度是____________
9.如图,甲、乙两木块用细绳连在一起,中间有一被压缩竖直放置的轻弹簧,乙放在水平地面上,甲、乙两木块质量分别为m1m2,系统处于静止状态,此时绳的张力为F。在将细绳烧断的瞬间,甲的加速度为a则此时乙对地面压力为(     
A    B    C    Dm1(a+g)+m2g
10.如图所示,倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉MN固定于杆上,小球处于静止状态。设拔去销钉M(撤去弹簧a)瞬间,小球的加速度大小为6m/s2若不拔去销钉M,而拔去销钉N(撤去弹簧b)瞬间,小球的加速度可能是(g10m/s2(      )
A11m/s2沿杆向上    B11m/s2,沿杆向下
C1m/s2沿杆向上    D1m/s2沿杆向下
11.如图所示两根质量可忽略原轻质弹簧静止系住一个小球弹簧处于竖直状态若只撤去弹簧a在撤去的瞬间小球的加速度大小为2.5m/s2。若只撤去弹簧b则撤去的瞬间小球的加速度可能为(g10m/s2 )。
A7.5m/s2,方向竖直向上    B7.5m/s2 方向竖直向下
C12.5m/s2方向竖直向上  D12.5m/s2,方向竖直向下
12.2001年上海)如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θL2水平拉直,物体处于平衡状态现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度
下面是某同学对该题的一种解法:
解:设l1线上拉力为T1l2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡:
T1cosθ=mgT1sinθ=T2T2=mgtanθ
剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度因为mgtanθ=ma所以
加速度a=gtanθ方向在T2反方向
你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由
若将图A中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤与完全相同,即a=gtanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由
13.一个轻弹簧一端B固定,另一端C与细绳的一端共同拉住一个质量为m的球,细绳的另一端A也固定。如图所示,且ACBC与竖直方向夹角分别为θ1θ2,则(      )
A.烧断细绳的瞬间,小球的加速度a = g sinθ2
B烧断细绳瞬间,小球的加速度a = g sinθ2 轮胎翻新技术/sinθ1+θ2
C.C处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度a = g sinθ2/sin(θ1+θ2)
D.C处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度a = g sinθ
14.如图所示,质量为m的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板斜托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为(      )
A              B.大小为,方向竖直向下
C.大小为,方向垂直于木板向下
D.大小为,方向水平向左
二、平衡问题
11999年全国)所示,两木块的质量分别为m1m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为(     
A            B            C            D
2.96年)如图所示,倔强系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1无动力滑翔伞m2的物块12拴接,倔强系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中,物块2的重力势能增加了________,物块1的重力势能增加了_______
3.一根轻质弹簧竖直放在桌面上,下端固定,上端放一重物m,稳定后弹簧长为L,现将弹簧截成等长的两段,将重物分成两块,如图所示连接后,稳定时两段弹簧的总长为L,则( 
AL′=L          BL′<L
CL′>L        D.因不知弹簧原长,故无法确定
4质量为m的物体A压在放在地面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时,它没有发生形变,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有形变,求ab两点间的距离。

本文发布于:2024-09-22 16:47:01,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/148536.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:弹簧   物体   小球   状态   弹力   竖直   加速度   质量
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议