（江蘇專版）2018年高考物理第二輪復習 第22講 彈簧2017新題賞析課后練習.doc

第22講 彈簧2017新題賞析題一：如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上，一個小物塊（可視為質點）從a點以初速度v0向左運動，接觸彈簧后運動到c點時速度恰好為零，彈簧始終在彈性限度內。ac兩點間距離為l，物塊與水平面間動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則物塊由a點運動到c點的過程中，下列說法正確的是（ ）a彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒b物塊克服摩擦力做的功為mv02c彈簧的彈性勢能增加量為mgld物塊的初動能等于彈簧的彈性勢能增加量與摩擦產(chǎn)生的熱量之和題二：如圖所示，將一輕彈簧固定在傾角為30的斜面底端，現(xiàn)用一質量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在a點，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運動過程中所能到達的最高點b距a點的豎直高度為h，已知物體離開彈簧后沿斜面向上運動的加速度大小等于重力加速度g。則下列說法不正確的是（ ）a當彈簧恢復原長時，物體有最大動能b彈簧的最大彈性勢能為2mghc物體最終會靜止在b點位置d物體從a點運動到靜止的過程中系統(tǒng)損失的機械能為mgh題三：如圖所示，質量相等的a、b兩木塊疊放在水平地面上，木塊b通過一輕彈簧與豎直墻相連，當用f10 n的水平拉力作用在木塊a上時，彈簧的拉力大小為2 n，并處于靜止狀態(tài)。已知a、b兩木塊之間和a與地面之間的動摩擦因數(shù)相等。當突然撤去力f的瞬間，下列說法正確的是（ ）aa、b整體受到的摩擦力為10 n，方向向右b木塊a對地面的摩擦力為2 n，方向向右c木塊a受到地面的可能是滑動摩擦力，方向向右d木塊b對a的摩擦力為2 n， 方向向左題四：如圖所示，質量分別為m、m的兩滑塊疊放在水平面上，在o點一起以速度v向左撞向彈簧，當彈簧被壓縮x0時，滑塊到達a點且速度減小到零，然后彈簧又將滑塊向右推開，滑塊能夠返回o點。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，彈簧原長時彈簧的右端在o點，整個過程彈簧未超出彈性限度，兩滑塊始終保持相對靜止，則（ ）a從a點到o點的運動過程中，兩滑塊始終做加速運動b兩滑塊從o點到a點又到o點的運動過程中，摩擦力做功為2（mm）gx0c與彈簧接觸過程中，質量為m的滑塊受到的摩擦力的最大值為d當兩滑塊返回o點時，二者的總動能為（mm）v2題五：如圖所示，物體a、b通過細繩及輕質彈簧連接在輕滑輪兩側，物體b的質量為2m，放置在傾角為30的光滑斜面上，物體a的質量為m，用手托著物體a使彈簧處于原長，細繩伸直，a與地面的距離為h，物體b靜止在斜面上擋板p處。放手后物體a下落，與地面即將接觸時速度大小為v，此時物體b對擋板恰好無壓力，則下列說法正確的是（ ）a彈簧的勁度系數(shù)為b此時彈簧的彈性勢能等于mghmv2c此時物體a的加速度大小為g，方向豎直向上d此后物體b可能離開擋板沿斜面向上運動題六：如圖所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為的斜面底端，另一端與物塊a連接，物塊b沿斜面疊放在物塊a上但不黏連。光滑斜面軌道與傳送軌道良好對接，傳送軌道平面與水平方向傾角也是，皮帶傳動裝置順時針勻速轉動，物塊a、b質量均為m，初始時兩物塊均靜止。現(xiàn)用平行于斜面方向上的拉力拉動物塊b，使b做加速度為a的勻加速運動，兩物塊在開始一段時間內的vt圖象如圖所示（t1時刻a、b的圖線相切，t2時刻對應a圖線的最高點），重力加速度為g（t1和t2，v1和v2均未知）（1）求t2時刻彈簧的形變長度x；（2）求t1的值；（3）已知37，傳送帶兩輪軸心相距l(xiāng)5 m，物體b與皮帶間的動摩擦因數(shù)0.25。設ab剛好在c點（斜面與傳送帶的連接點）分離并進入傳送軌道，設物體b滑到傳送帶的c點時速度為8 m/s，物體可視為質點，如果在物體b到達c點的同時撤去拉力f。若傳送裝置勻速轉動的速度v可在v4 m/s的范圍內調節(jié)，試推導物體b滑動到頂端d時速度vd隨傳送帶速度v變化的關系式，g取l0 m/s2。（sin 370.6，cos 370.8）題七：a、b兩球質量分別為m1與m2，用一勁度系數(shù)為k的彈簧相連，一長為l1的細線與a球相連，置于水平光滑桌面上，細線的另一端栓在豎直軸上，如圖所示。當球a、b均以角速度繞oo 做勻速圓周運動時，彈簧長度為l2。（1）此時彈簧伸長量多大？細線拉力多大？（2）將細線突然燒斷瞬間兩球加速度各多大？題八：一轉動裝置如圖甲所示，兩根足夠長輕桿oa、ob固定在豎直輕質轉軸上的o點，兩輕桿與轉軸間夾角均為30，小球a、b分別套在兩桿上，小環(huán)c套在轉軸上，球與環(huán)質量均為m，c與a、b間均用長為l的細線相連，原長為l的輕質彈簧套在轉軸上，且與軸上p點、環(huán)c相連。當裝置以某一轉速轉動時，彈簧伸長到，環(huán)c靜止在o處，此時彈簧彈力等于環(huán)的重力，球、環(huán)間的細線剛好拉直而無張力。彈簧始終在彈性限度內，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。求： （1）細線剛好拉直而無張力時，裝置轉動的角速度1。（2）如圖乙所示，該裝置以角速度2（未知）勻速轉動時，彈簧長為，求此時桿對小球的彈力大小。（3）該裝置轉動的角速度由1緩慢變化到2，求該過程外界對轉動裝置做的功。彈簧2017新題賞析題一：d詳解：物塊與水平面間動摩擦因數(shù)為，由于摩擦力做功，機械能減小，故a錯誤；此過程動能轉換為彈性勢能和內能，根據(jù)能量守恒知物塊克服摩擦力做的功為wfmv02ep彈，故b錯誤，d正確；根據(jù)b分析知ep彈mv02mgl，故c錯誤。題二：a詳解：由題意，物體離開彈簧后沿斜面向上運動的加速度大小等于重力加速度g，根據(jù)牛頓第二定律可得合力fmg。對物體受力分析，有重力沿斜面向下的分量為mgsin 30mg，由此可知，物塊必定受到沿斜面向下的摩擦力，大小為fmg。物體從彈簧解除鎖定開始，彈簧的彈力先大于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和，后小于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和，可得物體先做加速后做減速運動，當彈力等于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和時，速度達到最大，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，選項a不正確；根據(jù)能量守恒定律，在物塊上升到最高點的過程中，彈性勢能變?yōu)槲飰K的重力勢能mgh和內能，得彈簧的最大彈性勢能epmghf2h2mgh，選項b正確；由于物體到達b點后，瞬時速度為零，最大摩擦力fmfmgmgsin 30，所以物塊將靜止在b點，選項c正確；物體從a點運動到靜止的過程中系統(tǒng)損失的機械能等于克服摩擦力做的功，大小為ef2hmgh，選項d正確。綜上本題選a。題三：d詳解：對a、b進行受力分析可知，b水平方向上受彈簧的拉力和a對b向右大小為2 n的靜摩擦力，a水平方向受拉力、地面對a向左8 n的靜摩擦力和b對a向左的2 n的靜摩擦力。突然撤去力f的瞬間，摩擦力發(fā)生突變，而彈簧的拉力不能發(fā)生突變，再分別對a、b進行受力分析可知，b受彈簧的拉力a對b向右大小為2 n的靜摩擦力，a受b向左大小為2 n的靜摩擦力和地面向右大小為2 n的摩擦力，選項a、b、c錯誤，d正確。題四：bc詳解：對兩滑塊整體而言，從a點到o點的運動過程中，受到水平向右的彈力和向左的摩擦力，開始時彈簧的彈力大于摩擦力，但當彈簧伸長量減小到一定程度，彈力和摩擦力大小相等，此后摩擦力大于彈力，所以兩滑塊向右運動的過程中，先加速后減速，選項a錯誤；兩滑塊從o點到a點又到o點的運動過程中，兩滑塊在水平面上的總路程均為2x0，則摩擦力做的功wf2（mm）gx0，所以選項b正確；兩滑塊從o點到a點的運動過程中，滑塊受到水平向右的彈力和向右的摩擦力，當彈簧的壓縮量為x0時，水平方向的合力為fkx0（mm）g，此時合力最大，則兩滑塊的加速度均為，所以質量為m的滑塊受到的摩擦力最大值為，選項c正確；滑塊從o點到a點又到o點的過程中，由動能定理可得2（mm）gx0ek（mm）v2 ，則兩滑塊的總動能為（mm）v22（mm）gx0，所以選項d錯誤。題五：ab詳解：物體a剛落地時，彈簧伸長量為h，物體b受力平衡，所以kh2mgsin ，所以k，選項a對；物體a落地前，系統(tǒng)機械能守恒，所以彈性勢能等于mghmv2，選項b對；物體a剛落地時，對a應用牛頓第二定律得mgkhma，所以a0，選項c錯；物體a落地后，彈簧不再伸長，故物體b不可能離開擋板沿斜面向上運動，選項d錯。題六：（1） （2） （3）當傳送帶的速度在4 m/sv8 m/s的范圍內調節(jié)時，；當傳送帶的速度在的范圍內調節(jié)時，詳解：詳解：（1）由圖知，a的加速度為零，速度最大。根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得mgsin kx， 得。（2）由圖讀出，t1時刻a、b開始分離，對a根據(jù)牛頓第二定律，有kx- mgsin ma，開始時有2mgsin kx0，又x0xat12，聯(lián)立得。（3）當傳送帶的速度在4 m/sv8 m/s的范圍內調節(jié)時，物體b先以加速度a1減速向上滑行，當速度減到v后又以a2減速向上滑行，物體b滑動到d點時速度vd隨速度v的變化關系式是。當傳送帶的速度在的范圍內調節(jié)時，物體b將以加速度a2減速滑行到d點，物體b滑動到d點時速度vd隨速度v的變化關系式是。題七：（1），m12l1m22（l1l2） （2）a球加速度為，b球加速度為詳解：（1）在水平方向上進行研究。b球只受彈簧彈力，設彈簧伸長l，滿足klm22（l1l2），則彈簧伸長量，a球受細線拉力ft和彈簧彈力f，做勻速圓周運動，滿足ft -fm12l1，細線拉力ftm12l1m22（l1l2）。（2）細線燒斷瞬間，a球加速度，b球加速度。題八：（1） （2）4mg （3）詳解：（1）小球做勻速圓周運動，由向心力公式有mgtan 60m12lsin 30