高中物理弹簧类问题专题一(2)

发布时间:2021-06-11

5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/s2 ,求:

(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值。

(2)此过程中外力F所做的功。 解析:(1)A原来静止时:kx1=mg ①

当物体A开始做匀加速运动时,拉力F最小,设为F1,对物体A有:

F1+kx1-mg=ma ②

当物体B刚要离开地面时,拉力F最大,设为F2,对物体A有:

F2-kx2-mg=ma ③

对物体B有:kx2=mg ④

对物体A有:x1+x2=

图 8 12at ⑤ 2

由①、④两式解得 a=3.75m/s2 ,分别由②、③得F1=45N,F2=285N

(2)在力F作用的0.4s内,初末状态的弹性势能相等,由功能关系得:

WF=mg(x1+x2)+1m(at)2 49.5J 2

6如右图所示,竖直光滑杆上套有一小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M、N固定于杆上,小球处于静止状态.设拔去销钉M的瞬间,小球加速度大小为12m/s2,则不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间,小球的加速度可能是(g取10m/s2)……( )

A.22m/s2,竖直向上

。B.22m/s2,竖直向下

C.2m/s2,竖直向上

D.2m/s2,竖直向下

剖析:因为弹簧原来的压缩和伸长状态未知,所以本题有多种情况需讨论.

(1)平衡时两弹簧均处于伸长状态,小球受力如右图所示.

FM=mg+FN ①

拔去M后,FN+mg=ma=12m ②

拔去N后,FN—mg=ma' ③

由①②③得a'=2m/s2 方向向上,C正确.

(2)平衡时两弹簧均处于压缩状态,小球受力如右图所示

FN'=mg+FM' ④

拔去M后,FN'-mg=ma=12m ⑤

拔去N后,FM'+mg=ma" ⑥

由④⑤⑥得:a"=22m/s2,方向竖直向下,B正确.

(3)平衡时,M处于伸长状态,N处于压缩状态,则受力图应为右图所示.

FM"+FN"=mg ⑦

拔去M后FM"消失,应用

FN"-mg=ma=12m ⑧

由⑦式可知,FN"<mg

由⑧式可知,FN">mg,故矛盾,所以(3)假设不成立.

(4)平衡时,若M处于压缩状态,N处于伸长状态,则同(3)类似,也发生矛盾,所以(4)不成立,故本题应选BC.

7如右图所示,质量相同的两物体1、2用轻质弹簧连接后置于光滑的水平面上,开始时弹簧处于自然状态,现用水平恒力拉物体1,则弹簧第一次被拉到最长的过程中……

( )

A.1、2的速度相等时,其加速度a1= a2

B.1、2的速度相等时,其加速度a1<a2

C.1、2的加速度相等时,其速度ν1=ν2

D.1、2的加速度相等时,其速度ν1<ν2

8.如图所示,一根轻弹簧竖直直立在水平地面上,下端固定,在弹簧的正上方

有一个物块,物块从高处自由下落到弹簧上端O,将弹簧压缩,弹簧被压缩了x0时,物块的速度变为零.从物块与弹簧接触开始,物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象为………( )

9如右图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托起,当悬挂吊篮的细线被剪断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度是( )

A.g,g B.2g,g C.g,2g D.2g,0

10.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作

用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有(

)

A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4

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