牛顿运动定律-弹簧问题.doc

牛顿运动定律-弹簧问题弹簧问题，高中物理中常见的题型之一，并且综合性强，是个难点。1如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 2如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（ ）A合外力一直变小，速度一直变小直到为零 B合外力先变小后变大，速度一直变小直到零 C合力先变小，后变大；速度先变大，然后变小直到为零D合力先变大，后变小，速度先变小，后变大3如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，竖立在水平面上。在薄板上放一重物，用手将重物向下压缩到一定程度后，突然将手撤去，则重物将被弹簧弹射出去，则在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动情况是 ( ) A、一直加速运动 B、匀加速运动C、先加速运动后减速运动 D、先减速运动后加速运动4如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是（ ）A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增大4如图所示弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点如果物体受到的阻力恒定，则A物体从A到O先加速后减速B物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C物体运动到O点时所受合力为零D物体从A到O的过程加速度逐渐减小 5.如图所示，物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回。若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中 AP做匀变速直线运动( )BP的加速度大小不变，但方向改变一次CP的加速度大小不断改变，当加速度最大时，速度最小D有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大6.蹦床是一项体育运动,运动员利用弹性较大的水平钢丝网,上下弹跳,下列关于运动员上下运动过程的分析正确的是 ( )A.运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态B.运动员在空中上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态C.运动员与蹦床刚接触的瞬间,是其下落过程中速度最大的时刻D.从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中,运动员做先加速后减速的变速运动7、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g=10m/s2）8如图所示，物体A、B用弹簧相连，mB=2mA， A、B与地面间的动摩擦因数相同，均为，在力F作用下，物体系统做匀速运动，在力F撤去的瞬间，A的加速度为_，B的加速度为_（以原来的方向为正方向）9光滑水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，如图1所示，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是 （ ）A匀减速运动 B速度减小，加速度增大C速度减小，加速度减小 D无法确定10.如图，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，振动过程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于 ( )A0BkC（）kD（）k11.如图所示，A和B的质量分别是1 kg和2kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间ABA.A的加速度等于3g B.A的加速度等于gC.B的加速度为零D.B的加速度为g 12、如图所示，物块A、B、c质量分别为m、2m、3m，A与天花板间、B与C之间用轻弹簧相连，当系统平衡后，突然将AB间绳烧断，在绳断瞬间，A、B、C的加速度(以向下为正方向)分别为( )A g，g，g B 5g，2.5g，0C 5g，2g，0 D g，2g，3gPQ13、如图所示，两物体PQ分别固定在质量可以忽略不计的弹簧两端，竖直放在一块水平板上并处于平衡状态，两物体的质量相等，若突然把平板撤开，则在刚撤开平板的瞬间：A.P的加速度为零； B.P的加速度大小为g；C.Q的加速度大小为g； D.Q的加速度大小为2g。14、如图所示，木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静置于地面，它们的质量之比是123.设所有接触面都光滑.当沿水平方向抽出木块C的瞬时，A和B的加速度分别是aA=_，aB=_如果A、B、C叠放在一起，则在水平迅速抽出木板C的瞬间，A和B间的弹力FN=_. 15物块A1、A2、B1和B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连结，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图今突然撤去支托物，让物块下落，在除去支托物的瞬间，A1、A2受到的合力分别为和，B1、B2受到的合力分别为F1和F2，则 （ ）A= 0，= 2mg，F1 = 0，F2 = 2mgB= mg，= mg，F1 = 0，F2 = 2mgC= mg，= 2mg，F1 = mg，F2 = mgD= mg，= mg，F1 = mg，F2 = mg16如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量相等，弹簧质量不计，B和C分别固定在弹簧两端，放在吊篮的水平底板上静止不动。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间（ ）A吊篮A的加速度大小为gB物体B的加速度大小为零C物体C的加速度大小为3g/2DA、B、C的加速度大小都等于g17 如图所示，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住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小是 （ ）A.aP = aQ = gB.aP =2 g，aQ = gC.aP = g，aQ =2 gD.aP = 2g，aQ = 0ABFv18如图所示，质量分别为m、2m的球A、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内，细线承受的拉力为F，此时突然剪断细线，在绳断的瞬间，弹簧的弹力大小为_ _；小球A的加速度大小为_ _。19如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上，当对A施加一竖直向下的力，大小为F，将弹簧压缩一段，而且突然撤去力F的瞬间，关于A的加速度及A、B间的相互作用力的下述说法正确的是（ ）A、加速度为0，作用力为mg。 B、加速度为F/2m，作用力为mg+F/2C、速度为F/m，作用力为mg+F D、加速度为F/2m，作用力为（mg+F）/220、如图（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1 、L2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，L2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。21如图7所示，质量m的球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于P、Q。球静止时，中拉力大小T1，中拉力大小T2，当仅剪断、中的一根的瞬间，球的加速a应是（ AB ）A、若断，则a=g，竖直向下B、若断，则a=，方向水平向左C、若断，则a=，方向沿的延长线D、若断，则a=g，竖直向上22如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两物体A、B，A、B的质量均为2kg，它们处于静止状态。若突然将一个大小为10N，方向竖直向下的力施加在物体A上，则此瞬间A对B的压力大小是（取g=10m/s2）（ ）A5N B15N C25N D35N图723、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(ag匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。F图924、一弹簧秤的秤盘质量m1=15kg，盘内放一质量为m2=105kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图9所示。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直线运动，已知在最初02s内F是变化的，在02s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）CAB25如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B 它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k , C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d。重力加速度为g。 26、质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角=300的光滑斜面上处于静止状态，轻质弹簧一端与物块B连接，另一端与固定档板连接，弹簧的劲度系数k=400N/m，现给物块A施加一个平行于斜面向上的F，使物块A沿斜面向上做匀加速运动，已知力F在前0.2s内为变力，0.2s后为恒力，求：（g=10m/s2）（1） 力F的最大值与最小值 （2）力F由最小值到最大值的过程中，物块A所增加的重力势能。27 一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg，盘内放一个质量m=10.5kg的物体P，弹簧质量忽略不计，轻弹簧的劲度系数k=800N/m，系统原来处于静止状态，如图所示现给物体P施加一竖直向上的拉力F，使P由静止开始向上作匀加速直线运动已知在前0.2s时间内F是变力，在0.2s以后是恒力求物体匀加速运动的加速度多大？取g=10m/s2 详细答案解析1解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。选CD。2详解：小球与弹簧接触之后压缩弹簧，重力始终不变，弹力越来越大，当时，合力为零，加速度为零，速度达到最大，在此位置之前速度逐渐变大，在此位置之后速度逐渐变小，在最低点速度为零，所以C项正确。速度变大的过程合力方向向下，速度变小的过程合力的方向向上，所以D项正确。点评：请画过运动过程的受力示意图。3 ( C ) 4（D）4解析：物体从A到O的运动过程，弹力方向向右初始阶段弹力大于阻力，合力方向向右随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动当物体向右运动至AO间某点（设为O）时，弹力减小到等于阻力，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大此后，随着物体继续向右移动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大所以物体从O点后的合力方向均向左且合力逐渐增大，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向左且逐渐增大由于加速度与速度反向，物体做加速度逐渐增大的减速运动正确选项为A、C5. ( C )6. ( AD )7、解.运动员触网时速度v1= (向下)，离网时速度v2= (向上），速度变量v=v1+v2(向上) 加速度a=v/t，由F-mg=ma可得F=mg+m+=1.5103 N8 _0_，g 9（ B ）10. D )11分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。此类问题应注意两种模型的建立。先分析剪断细线前两个物体的受力如图2，据平衡条件求出绳或弹簧上的弹力。可知，。剪断细线后再分析两个物体的受力示意图，如图2，绳中的弹力F1立即消失，而弹簧的弹力不变，找出合外力据牛顿第二定律求出瞬时加速度，则图2剪断后m1的加速度大小为2g，方向向下，而m2的加速度为零。12、 ( B )13、D14、解： (1)抽出C木块前，弹簧弹力F弹=mg.抽出瞬时，弹力F弹不变，所以aA=0,2mg+F弹=2maB所以aB=g.(2)抽出瞬时，aA=aB=g,完全失重，所以FN=0.15 B ）16（ B ）17 （ D ）18 _； _ g+_。19（ 6B ）21（ AB ）22（ C ）解析，对于此问题，若突然将一个大小为10N、方向竖直向下的力施加在物块A上，则认为此瞬间弹簧还没来得及发生形变，仍为原来的长度，故A、B作为整体所受合外力为F，加速度大小为m/s2=2.5m/s2。然后对B进行分析，得mg+NABF弹=ma，而F弹=2mg，代入得：NAB=mg+ma=25N。23、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，所以此时因为，所以。24、依题意，0.2 s后P离开了托盘，0.2 s时托盘支持力恰为零，此时加速度为：a=（F大-mg）/m(式中F大为F的最大值)此时M的加速度也为a.所以kx=M（g+a）原来静止