高中物理 弹簧问题
高中物理弹簧突变问题

高中物理弹簧突变问题好嘞,咱们今天聊聊一个有趣的物理话题——弹簧突变问题。
这可是个让人又爱又恨的家伙。
想象一下,你家有个弹簧,平常不声不响,乖乖地待着,一旦你给它施加了点压力,它就开始搞事情。
弹簧一突变,能把你吓个半死,尤其是在你准备去拿杯水的时候,突然就“啪”的一声,弹簧就像忍无可忍的老虎,反扑过来,真是让人心跳加速。
你说这弹簧为什么会这样呢?弹簧就像一个有脾气的小孩,平时听话,但一旦过了它的“承受极限”,就开始反抗了。
比如说,你想把它拉长,结果越拉越紧,到了某个点,哗啦一下,它就像火山爆发一样,哐当一下回到原来的样子,劲儿可大了!想想看,这种力量有多可怕,真是让人毛骨悚然啊。
再说说这弹簧的能量吧。
它的能量像个小火苗,平时微弱得像蚊子嗡嗡,但你一给它压上去,嘿,瞬间能量就爆发出来,简直像是在你耳边炸开了花。
物理学上说这叫“势能转化为动能”。
说白了,就是当你不再给它施加压力的时候,它会反弹回去,把那些压抑的能量释放出来。
这种能量变化,想象一下,就像大自然里的潮起潮落,变幻莫测。
这弹簧的突变可不仅仅是个体的行为,它的“家族”也有类似的毛病。
你想啊,两个弹簧放在一起,彼此一碰,像是点燃了火药桶,瞬间可能就爆发出一阵狂欢。
不信?你可以试试,把两个弹簧绑在一起,然后猛拉一下,保证能让你大吃一惊。
它们的力量交互作用,像极了生活中的那些小摩擦,总是会有意想不到的火花冒出来。
说到这里,可能你会问,生活中有没有类似的事儿呢?当然有了,像是那种从小吵到大的朋友,平常看似和平无事,一旦小矛盾积累到一定程度,嘿,分分钟就能爆发一场“大戏”,谁也拦不住。
其实这就是物理的真谛,生活中的很多现象都能用物理来解释。
弹簧突变就像是生活的小插曲,给我们的日常带来些许惊喜和反思。
咱们再聊聊弹簧的应用,生活中可多了。
想想你那台洗衣机,里面的弹簧可是在默默无闻地工作。
它们帮助你把衣服甩干,保持平衡。
可是一旦超载,洗衣机就会像失控的马达,哐哐撞击,真是让人心慌慌。
高中物理经典问题---弹簧类问题全面总结解读

高中物理经典问题---弹簧类问题全面总结解读一:专题训练题1、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。
如图7所示。
现让木板由静止开始以加速度a(a <g =匀加速向下移动。
求经过多长时间木板开始与物体分离。
分析与解:设物体与平板一起向下运动的距离为x 时,物体受重力mg ,弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有:mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma当N=0时,物体与平板分离,所以此时k a g m x )(-=因为221at x =,所以kaa g m t )(2-=。
2、如图8所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计,盘内放一个物体P 处于静止,P 的质量m=12kg ,弹簧的劲度系数k=300N/m 。
现在给P 施加一个竖直向上的力F ,使P 从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在t=0.2s 内F 是变力,在0.2s 以后F 是恒力,g=10m/s 2,则F 的最小值是 ,F 的最大值是 。
.分析与解:因为在t=0.2s 内F 是变力,在t=0.2s 以后F 是恒力,所以在t=0.2s 时,P 离开秤盘。
此时P 受到盘的支持力为零,由于盘和弹簧的质量都不计,所以此时弹簧处于原长。
在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离:x=mg/k=0.4m 因为221at x =,所以P 在这段时间的加速度22/202s m tx a == 当P 开始运动时拉力最小,此时对物体P 有N-mg+F min =ma,又因此时N=mg ,所以有F min =ma=240N.当P 与盘分离时拉力F 最大,F max =m(a+g)=360N.3.如图9所示,一劲度系数为k =800N/m 的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m =12kg 的物体A 、B 。
物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F 在上面物体A 上,使物体A 开始向上做匀加速运动,经0.4s 物体B 刚要离开地面,设整个过程中弹簧都处于弹性限度内,取g =10m/s 2 ,求:(1)此过程中所加外力F 的最大值和最小值。
高中物理弹簧问题分类全解析

高中物理弹簧问题分类全解析一、有关弹簧题目类型 1、平衡类问题 2、突变类问题3、简谐运动型弹簧问题4、功能关系型弹簧问题5、碰撞型弹簧问题6、综合类弹簧问题 二、分类解析 1、平衡类问题例1.如图示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,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.m1g/k 1B.m2g/k 2C.m1g/k 2D.m2g/k 2解析:我们把看成一个系统,当整个系统处于平衡状态时,整个系统受重力和弹力,即当上面木块离开弹簧时,受重力和弹力,则【例2】、14、如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg 的物体。
细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。
物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N 。
关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是C A.斜面对物体的摩擦力大小为零B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向上C. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向下D. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向垂直斜面向上练习1、(2010山东卷)17.如图所示,质量分别为1m 、2m 的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(1m 在地面,2m 在空中),力F 与水平方向成 角。
则1m 所受支持力N 和摩擦力f 正确的是ACA .12sin N m g m g F θ=+-B .12cos N m g m g F θ=+-C .cos f F θ=D .sin f F θ=2、在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0kg 的木板相连。
若在木板上再作用一个竖直向下的力F 使木板缓慢向下移动0.1米,力F 作功2.5J,此时木板再次处于平衡,力F 的大小为50N ,如图所示,则木板下移0.1米的过程中,弹性势能增加了多少?解:由于木板压缩弹簧,木板克服弹力做了多少功,弹簧的弹性势能就增加了多少,即:(木板克服弹力做功,就是弹力对木块做负功),W 弹=-mgx -W F =-4.5J所以弹性势能增加4.5焦耳点评:弹力是变力,缓慢下移,F 也是变力,所以弹力功2、突变类问题例1、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 的小球,绳的另一端A 也固定,如图所示,且AC 、BC 与竖直方向夹角分别为21θθ、、,求(1)烧断细绳瞬间,小球的加速度(2)在C处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度解:(1)若烧断细绳的瞬间,小球的所受合力与原来AC 绳拉力TAC 方向等大、反向,即加速度a 1方向为AC 绳的反向,原来断绳前,把三个力画到一个三角形内部,由正弦定理知: mg/sin(180°-θ1-θ2)=T AC /sinθ2,解得T AC =mgsinθ2/sin(180°-θ1-θ2)=mgsinθ2/sin(θ1+θ2), 故由牛顿第二定律知:a 1=T AC /m=gsinθ2/sin(θ1+θ2) 或者: F AC ×cosθ1+F BC ×cosθ2=mg F AC ×sinθ1=F BC ×sinθ2 解之得F AC =mgsinθ2/sin(θ1+θ2)则瞬间加速度大小a 1=gsinθ2/sin(θ1+θ2),方向AC 延长线方向。
高中物理经典问题---弹簧类问题全面总结解读

高中物理经典问题---弹簧类问题全面总结解读一:专题训练题1、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。
如图7所示。
现让木板由静止开始以加速度a(a <g =匀加速向下移动。
求经过多长时间木板开始与物体分离。
分析与解:设物体与平板一起向下运动的距离为x 时,物体受重力mg ,弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有:mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma当N=0时,物体与平板分离,所以此时k a g m x )(-=因为221at x =,所以kaa g m t )(2-=。
2、如图8所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计,盘内放一个物体P 处于静止,P 的质量m=12kg ,弹簧的劲度系数k=300N/m 。
现在给P 施加一个竖直向上的力F ,使P 从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在t=0.2s 内F 是变力,在0.2s 以后F 是恒力,g=10m/s 2,则F 的最小值是 ,F 的最大值是 。
.分析与解:因为在t=0.2s 内F 是变力,在t=0.2s 以后F 是恒力,所以在t=0.2s 时,P 离开秤盘。
此时P 受到盘的支持力为零,由于盘和弹簧的质量都不计,所以此时弹簧处于原长。
在0_____0.2s 这段时间内P 向上运动的距离:x=mg/k=0.4m 因为221at x =,所以P 在这段时间的加速度22/202s m tx a == 当P 开始运动时拉力最小,此时对物体P 有N-mg+F min =ma,又因此时N=mg ,所以有F min =ma=240N.当P 与盘分离时拉力F 最大,F max =m(a+g)=360N.3.如图9所示,一劲度系数为k =800N/m 的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m =12kg 的物体A 、B 。
物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F 在上面物体A 上,使物体A 开始向上做匀加速运动,经0.4s 物体B 刚要离开地面,设整个过程中弹簧都处于弹性限度内,取g =10m/s 2 ,求:(1)此过程中所加外力F 的最大值和最小值。
高中物理中的弹簧问题归类讲解

常见弹簧类问题归类剖析高考分析: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.由于弹簧弹力是变力,学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识,不能建立与之相关的物理模型并进行分类,导致解题思路不清、效率低下、错误率较高.在具体实际问题中,由于弹簧特性使得与其相连物体所组成系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性,加之弹簧在伸缩过程中涉及力和加速度、功和能等多个物理概念和规律,所以弹簧类问题也就成为高考中的重、难、热点.我们应引起足够重视. 弹簧类命题突破要点:1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.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,找出形变量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:W k =-(21kx 22-21kx 12),弹力的功等于弹性势能增量的负值或弹力的功等于弹性势能的减少.弹性势能的公式E p =21kx 2,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. 一、“轻弹簧”类问题在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称之为“轻弹簧”,是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计,选取任意小段弹簧,其两端所受张力一定平衡,否则,这小段弹簧的加速度会无限大.故簧轻弹簧中各部分间的张力处处相等,均等于弹簧两端的受力.弹一端受力为F ,另一端受力一定也为F 。
高中物理剪断弹簧问题

高中物理剪断弹簧问题1. 引言好吧,大家好,今天咱们来聊聊一个在高中物理课上经常让人挠头的问题——剪断弹簧。
听起来是不是有点儿抽象,但其实这个话题就像一个调皮的小孩,越想避开它,它就越缠着你。
弹簧,这个小家伙,平时看起来没啥特别,但它可有一套独特的法则和特性。
先别急,咱们慢慢来,先来点儿基础知识。
2. 弹簧的基本原理2.1 力与位移弹簧的核心原理其实就是胡克定律。
这就像是一位老爷爷告诉你的——力等于弹簧常数乘以位移。
简单来说,就是你拉扯弹簧,它会反弹回去,越拉越紧,越放越松。
就像你放手一个充气球,它会立刻回到原来的形状。
不过,别把它想得太简单,如果把它拉得太远,就会发生“撕裂”的悲剧,嘿嘿,听起来是不是有点儿夸张?2.2 弹簧的能量再者,弹簧还储存能量。
想象一下,你在公园玩秋千,越晃越高,到了最高点那一瞬间,潜藏在弹簧里的能量就像是一个大号的“蓄水池”,等着你下去的时候一齐释放出来。
这种能量转化的过程就像是在玩“转圈圈”,看似轻松,却暗藏玄机。
3. 剪断弹簧的影响3.1 剪断的瞬间那么,假如我们对这个小家伙做了个“剪刀手”,把它剪断,结果会怎样呢?说实话,那可真是一场“爆炸性的”瞬间。
弹簧瞬间失去张力,力量就像被泄气的气球,瞬间消散。
你会感受到一阵莫名的震动,就好像被人轻轻推了一把,吓得你心里一咯噔。
3.2 能量的变化这时候,能量也在进行大换血。
剪断弹簧后,那储存的势能就会转化为动能,整个系统就像是进了“狂欢派对”。
原本静止的物体可能会被弹飞,就像调皮的孩子们争着抢玩具,哐当一声,你得小心了,这不是开玩笑的哦。
4. 现实中的应用4.1 工程与设计在现实生活中,弹簧和剪断弹簧的问题可不是光在课堂上讨论的。
很多工程师在设计机器时,都会考虑到弹簧的特性。
剪断弹簧的影响,如果不小心,可能就会引发一系列的连锁反应,真是让人不寒而栗。
4.2 生活中的实例而在我们的日常生活中,弹簧无处不在。
比如你家的洗衣机,里面的弹簧可帮你保持稳定。
轻绳、轻弹簧的瞬时性问题(解析版)-高中物理

轻绳、轻弹簧的瞬时性问学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.两种模型的特点(1)刚性绳(或接触面)模型:这种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,形变恢复几乎不需要时间,故认为弹力可以立即改变或消失.(2)弹簧(或橡皮绳)模型:此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,在弹簧(或橡皮绳)的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变,往往可以看成是瞬间不变的.2.解决此类问题的基本思路(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,明确各力大小.(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失).(3)求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度.典题攻破1.轻绳、轻弹簧的瞬时性问题例1.(23-24高一上·山东淄博·期末)如图所示,物块A、B和C的质量相同,A和B之间用细绳相连,B 和C之间用轻弹簧相连,通过系在A上的细绳悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。
现将A、B 间的细绳剪断,重力加速度大小为g,在剪断瞬间()A.物块A的加速度大小为2gB.物块B的加速度大小为2gC.物块C的加速度大小为gD.O、A间细绳的拉力大小为零【答案】B【详解】AD.现将A、B间的细绳剪断,剪断后,A处于静止状态,O、A间细绳的拉力大小为T OA=mg故AD错误;BC.A、B间的细绳剪断前,以C为对象,根据受力平衡可知,弹簧弹力大小为=mgF弹将A、B间的细绳剪断,弹簧弹力保持不变,C的受力不变,C的加速度为0;以B为对象,根据牛顿第二定律可得a B=F弹+mgm=2g故B正确,C错误。
故选B。
例2.(23-24高一下·云南玉溪·阶段练习)(多选)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。
高中物理质点和弹簧振子问题解析步骤

高中物理质点和弹簧振子问题解析步骤在高中物理学习中,质点和弹簧振子问题是一个重要的考点。
这类问题常常涉及质点在弹簧上的运动、振动频率和周期等内容。
本文将详细介绍解决这类问题的步骤,并通过具体的例题进行说明。
1. 确定问题类型首先,我们需要明确题目给出的问题类型。
质点和弹簧振子问题可以分为两种情况:一是质点沿着弹簧的轴线上下振动,二是质点在水平面内沿着弹簧的轴线左右振动。
根据题目给出的条件,确定问题类型有助于我们选择适当的解题方法。
2. 绘制示意图在解决物理问题时,绘制示意图是非常重要的一步。
通过绘制示意图,我们可以清晰地看到物体的运动方向和受力情况,从而更好地理解问题。
对于质点和弹簧振子问题,我们可以在坐标轴上绘制质点的位置随时间变化的图像,以便更好地分析问题。
3. 应用胡克定律胡克定律是解决弹簧问题的基本原理,它表明弹簧的伸长或缩短与所受的力成正比。
根据胡克定律,我们可以得到弹簧的弹性力公式:F = -kx,其中F为弹簧的弹性力,k为弹簧的弹性系数,x为弹簧的伸长或缩短量。
应用胡克定律可以帮助我们计算弹簧的弹性力和质点的加速度等关键参数。
4. 列出运动方程根据题目给出的条件和胡克定律,我们可以列出质点在弹簧上的运动方程。
对于沿轴线上下振动的情况,运动方程可以表示为:m*a = -k*x,其中m为质点的质量,a为质点的加速度,x为质点的位移。
对于水平面内左右振动的情况,运动方程可以表示为:m*a = -k*x*cosθ,其中θ为质点与水平方向的夹角。
通过列出运动方程,我们可以进一步求解问题。
5. 求解问题根据列出的运动方程,我们可以利用物理公式和数学方法求解问题。
例如,如果题目给出质点的初始位移、初始速度或振动周期等数据,我们可以通过解方程组或代入公式的方式求解质点的运动情况。
在求解过程中,我们需要注意单位换算和符号的使用,确保计算的准确性。
通过以上步骤,我们可以解决大部分质点和弹簧振子问题。
下面,我们通过一个具体的例题来进一步说明。
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高中物理弹簧问题
弹簧问题是物理学中常见的问题之一。
轻弹簧是指不考虑弹簧本身质量和重力的弹簧,是一个理想模型,可以充分拉伸和压缩。
无论弹簧处于受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向,合力恒等于零。
弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。
弹簧弹力是由弹簧形变产生的,弹力大小和方向时刻与当时形变对应。
一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置和现长位置,找出形变量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。
轻弹簧的性质有三点:1、在力的作用下无论是平衡状态
还是加速运动状态,各个部分受到的力大小是相同的,其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值;2、两端与
物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变,具有缓变特性;有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零;
3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形,拉伸和压缩形变对应
弹力的方向相反。
分析弹力时,在未明确形变的具体情况时,要考虑到弹力的两个可能的方向。
弹簧问题的题目类型主要包括弹簧问题受力分析、瞬时性问题和动态过程分析。
在受力分析中,需要找出弹簧系统的初末状态,列出弹簧连接的物体的受力方程,并通过弹簧形变量的变化来确定物体位置的变化。
在瞬时性问题中,需要针对不同类型的物体的弹力特点,对物体做受力分析。
在动态过程分析中,可以采用三点分析法,明确接触点、平衡点和最大形变点,来分析物体的运动情况。
除了以上几种题型,弹簧问题还涉及到动量和能量以及简谐振动的问题。
在解决弹簧问题时,需要注意抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向,合力恒等于零的特点求解,同时要灵活运用整体法隔离法,优先对受力少的物体进行隔离分析。
在解决临界极值问题时,需要考虑弹簧连接物体的分离临界条件和最大最小速度、加速度。
对于分离瞬间的分析,需要采用隔离法,并且需要根据具体条件来判断弹簧是否处于原长状态。
在物体做变加速运动时,加速度等于零时速度达到最大
值,速度等于零时加速度达到最大值。
如果外力是变力,需要结合受力和运动综合分析。
在计算弹簧的伸长量和弹力时,需要先分析出弹簧处于原长的位置,然后判断在弹力作用下物体的运动情况。
举例来说,对于两个劲度系数分别为k1和k2的弹簧,如果它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,则当物体平衡时上面的弹簧处于原长状态。
如果把固定的物体换为质量为2m的物体,当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位
置下降了x,需要计算x的值。
在解决弹簧瞬时性问题时,需要注意弹簧的瞬时状态。
举例来说,如果将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,
中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁。
开始时a、b均
静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力
Ffa ≠ 0,b所受摩擦力Ffb = 0.如果将右侧细绳剪断,则需要
分析剪断瞬间Ffa和Ffb的变化情况。
例7:如图,一个物体在水平面上向右运动,被弹簧压缩
后又弹回并离开弹簧。
在这个过程中,下列说法正确的是()
分析:这是一个动态过程的问题,需要根据物体在弹簧上的运动情况来判断正确答案。
删除明显有问题的选项:A、C。
改写每个选项:B。
若接触面光滑,则物体加速度的大小
是先增大后减小再增大;D。
若接触面粗糙,则物体加速度的
大小是先增大后减小再增大。
答案:D。
例8:如图所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都
可以不计,盘内放一个质量为12 XXX的物体P处于静止。
弹
簧的劲度系数k=800 N/m,现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速运动。
已知在前0.2 s内F是变
化的,在0.2 s以后F是XXX,g=10 m/s2,则求:
分析:这是一个动态过程的问题,需要根据物体在弹簧上的运动情况来求解。
删除明显有问题的选项:D。
改写每个选项:A。
6 cm;B。
2 m/s2;C。
F的最小值是
40 N,最大值是56 N。
答案:A、B、C。
例9:如图所示,质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置
于光滑的水平面上,开始时两木块静止且弹簧处于原长状态。
现用水平恒力F推木块A,在从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,则()
分析:这是一个临界极值问题,需要根据物体在弹簧上的运动情况来判断正确答案。
删除明显有问题的选项:B、D。
改写每个选项:A。
两木块速度相同时,加速度aA<aB;C。
A的加速度先减小后增大。
答案:A、C。
例10:两个木块A、B叠放在竖直轻弹簧上,已知它们的质量分别为m
A
和m
B
弹簧的劲度系数为k。
若在木块B上施加一个竖直向上的力,使得AB从静止开始以加速度a一起竖直向上做匀加速运动,运动一段时间后AB分离。
求A、B分离时B物体的速度大小。
例11:一轻质弹簧的两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧与地面水平。
物块能保持静止的位置中,距离墙壁最近和最远的点分别为A、B,它们与墙壁的距离分别为x 1
和x
2
物块与地面的最大静摩擦力为f。
求弹簧的劲度系数。
例12:在倾角为θ的光滑斜面上,有两个质量分别为m
A
和m
B
的物块A、B,它们被轻质弹簧相连接。
弹簧的劲度系数为k。
C为一固定挡板,系统处于静止状态。
现在在斜面方向上用一恒力F拉物块A,使其向上运动。
求物块B刚要离开C时,物块A的加速度a以及从开始到此时物块A的位移d。
重力加速度为g。
答案】
1.正确答案为D。
物体在斜面上受到重力和斜面对物体的支持力,支持力大小为物体所在位置的重力分解在竖直方向上的分量,即f
N
mgcos30°,而弹簧秤示数为物体所受合力在竖直方向上的分量,即f
N
fsin30°=mgcos30°,代入数据计算可得f
N
4.9N。
2.正确答案为B。
因为弹簧A与竖直方向的夹角为30°,
所以弹簧A的伸长量为球的重力分量,即g
1
gsin30°。
同理,弹簧C的伸长量为球的重力分量,即g
2
gcos30°。
所以g
1
g
2
3:1,即弹簧A、C的伸长量之比为4:3.
3.正确答案为A、C、D。
由于三根弹簧的夹角均为120°,所以对质点的合力大小为2G,方向竖直向下。
弹簧A、B对
质点的作用力大小均为2G,方向与弹簧间夹角相同。
根据平
衡条件,弹簧C对质点的作用力大小为2G,方向与弹簧间夹
角相同,即可能为2G或G或3G。
4.正确答案为物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中,
物体的动能先增加后减小,弹簧的弹性势能先减小后增加。
A。
若接触面光滑,物体加速度的大小会先减小后增大。
B。
若接触面光滑,物体加速度的大小会先增大后减小再增大。
C。
若接触面粗糙,物体加速度的大小会先减小后增大。
D。
若接触面粗糙,物体加速度的大小会先增大后减小再增大。
在弹簧秤上,盘的质量为1.5 kg,盘内放有一个质量为10.5 kg的物体P,弹簧的劲度系数为800 N/m,弹簧质量被忽略不计。
系统一开始处于静止状态,如图所示。
当施加一个竖直向上的拉力F时,物体P会开始做匀加速直线运动。
在前0.2秒内,F会变化,在0.2秒后,F会保持恒定。
求出力F的最小值和最大值。
其中,g取10 m/s2.。