高中物理弹簧类问题试题及答案

.1、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：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为 f 的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，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 l 1 、l 2 、l 3、l 4 依次表示四个弹簧的伸长量， 则有 （ ）al 2 l 1b l 4 l 3cl 1l 3d l 2 l 42、如图所示， a 、b 、 c 为三个物块， m，n为两个轻质弹簧，r为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于静止状态（）a. 有可能 n处于拉伸状态而m处于压缩状态b. 有可能 n处于压缩状态而m处于拉伸状态c. 有可能 n处于不伸不缩状态而m处于拉伸状态d. 有可能 n处于拉伸状态而m处于不伸不缩状态3、如图所示， 在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧， 上端 o点与管口a的距离为 2x0，一质量为 m的小球从管口由静止下落， 将弹簧压缩至最低点 b，压缩量为 x0，不计空气阻力，则（）a. 小球运动的最大速度大于2gx0b. 小球运动中最大动能等于2mgx0c. 弹簧的劲度系数为mg/x0d. 弹簧的最大弹性势能为3mgx04、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c、速度为 f/m，作用力为mg+fd、加速度为f，作用力为2mf，作用力为2mfmg2fmg2125、如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为 m1 的箱子，箱中有一质量为 m2 的物体当箱静止时，弹簧伸长 l1，向下拉箱使弹簧再伸长 l2 时放手，设弹簧处在弹性限度内，则放手瞬间箱对物体的支持力为： ( )a. (1l2 )m g l1b.(1l 2 )(m l1m2 )gc. l 2l1m2 gd. l 2l1(m1m2 ) g6、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1 和 m2 的木块 1 和 2，中间用一原长为l、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是()a lm1 gkb l(m1km2 ) gc lm2 gd l(m1m2)gkkm1m27、如图所示，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 k1 和 k2 ，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个m1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k1弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为（）m2a m1 gk1b m2 gk1c m1gk 2d m2 gk2k28、如图所示， 竖直放置在水平面上的轻质弹簧上端叠放着两个物块 a、b，它们的质量均为2.0kg ，并处于静止状态。某时刻突然将一个大小为10n的竖直向上的拉力加在a 上，则此时刻a对 b的压力大小为（ g 取 10m/s2）（）a25nb. 20nc. 15nd. 10n9、如图所示， 质量为 10kg 的物体 a 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉2力为 5n 时，物体 a 处于静止状态。若小车以1m/s2（ g=10m/s ）（）a. 物体 a 相对小车仍然静止b. 物体 a 受到的摩擦力减小c. 物体 a 受到的摩擦力大小不变d. 物体 a 受到的弹簧拉力增大的加速度向右运动后，则f10、如图所示，一轻质弹簧竖直放在水平地面上，小球a 由弹簧正上方某高度自由落下，与弹簧接触后，开始压缩弹簧，设此过程中弹簧始终服从胡克定律，那么在小球压缩弹簧的过程中，以下说法中正确的是 ()a. 小球加速度方向始终向上b. 小球加速度方向始终向下c. 小球加速度方向先向下后向上d.小球加速度方向先向上后向下11、如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，在薄板上放重物， 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12、如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30 度的光滑木板斜托住，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（）aob. 大小为c. 大小为23 g ，方向竖直向下323 g ，方向垂直于木板向下3d. 大小为3 g ，方向水平向左313. 木块 a、b 分别重 20n 和 30n，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.3 。开始时连接在a、b 之间的轻弹簧已经被拉伸了3cm，弹簧劲度系数为100n/m， 系统静止在水平地面上。现用f 10n的水平推力作用在木块a 上，如图所示。力 f 作用后（）a. 木块 a所受摩擦力大小是1nb. 木块 a所受摩擦力大小是1nfac. 木块 a所受摩擦力大小是1nbd. 木块 a所受摩擦力大小是1n14. 如图所示， 质量为 10kg 的物体 a 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉2力为 5n 时，物体 a 处于静止状态，若小车以1m/s（）a物体 a 相对小车仍然静止b物体 a 受到的摩擦力减小c. 物体 a 受到的摩擦力大小不变d. 物体 a 受到的弹簧拉力增大的加速度向右运动后，则f15. 图中 a、b 为两带正电的小球，带电量都是q，质量分别为m和 m；用一绝缘弹簧联结，弹簧的自然长度很小，可忽略不计，达到平衡时，弹簧的长度为d0。现把一匀强电场作用于两小球，场强的方向由a 指向 b，在两小球的加速度相等的时刻，弹簧的长度为d，下列说法错误的是（）aba 若 m = m， 则 d = d 0b 若 m m， 则 dd0c若 mm，则 dd0d d = d 0，与 m、m无关mm16. 如图 a 所示，水平面上质量相等的两木块a、b 用一轻弹簧相f 连接，整个系统处于平衡状态. 现用一竖直向上的力f 拉动木块 a，aa 使木块 a 向上做匀加速直线运动，如图b 所示. 研究从力f 刚作用在木块a 的瞬间到木块b 刚离开地面的瞬间这个过程，并且选定bb这个过程中木块a 的起始位置为坐标原点，则下列图象中可以表ab示力 f 和木块 a 的位移 x 之间关系的是（）ffffoxoxoxoxabcd.17. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块a、b，质量均为 m，开始两物块均处于静止状态。现下压a再静止释放使 a 开始运动，当物块b刚要离开挡板时，a的加速度的大小和方向为()a 0b2gsin ，方向沿斜面向下c 2gsin ，方向沿斜面向上d gsin ，方向沿斜面向下18. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为m1 和 m2 的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上. 现使m1 瞬时获得水平向右b的速度 3m/s，以此刻为时间零点， 两物块的速度随时间变化的规a律如图乙所示，从图象信息可得()a 在 t 1、t 3 时刻两物块达到共同速度1m/s 且弹簧都是处于压缩状态b 从 t 3 到 t 4 时刻弹簧由伸长状态逐渐恢复原长c 两物体的质量之比为m1m2 = 1 2d 在 t 2 时刻两物体的动量之比为p1p2 =1 2vv/m/s3m12m21m1m2甲0t1 1t2t3t4乙t/s19. 一小球自 a 点由静止自由下落到 b 点时与弹簧接触到c点时弹a簧被压缩到最短若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由abc 的运动过b程中（）ca小球和弹簧总机械能守恒 b小球的重力势能随时间均匀减少c小球在b点时动能最大d到 c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量20. 如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球q（可视为质点） 固定在光滑绝缘斜面上的m点，且在通过弹簧中心的直线ab 上。现把与 q大小相同，带电性也相同的小球p，从直线ab 上的 n点由静止释放， 在小球 p 与弹簧接触到速度变为零的过程中（）a. 小球 p 的速度是先增大后减小qab. 小球 p 和弹簧的机械能守恒，且p 速度最大时p所受弹力与库仑力的合力最大mc. 小球 p 的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹n性势能的总和不变bd. 小球 p 合力的冲量为零21. 如图所示，质量都是m的物体 a、b 用轻质弹簧相连，静置于水平地面上，此a;.b时弹簧压缩了 l . 如果再给 a 一个竖直向下的力，使弹簧再压缩l ，形变始终在弹性限度内，稳定后，突然撤去竖直向下的力，在a 物体向上运动的过程中， 下列说法中： b 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，a 物体的速度最大； b物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，a 物体的加速度最大；a 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg时，a 物体的速度最大； a物体受到的弹簧的弹力大小等于 mg时， a物体的加速度最大。其中正确的是（）a. 只有正确b.只有正确c. 只有正确d.只有正确22. 质量相等的两木块a、b 用一轻弹簧栓接，静置于水f 平地面上，如图 ( a）所示。现用一竖直向上的力f 拉动aa 木块 a，使木块 a 向上做匀加速直线运动， 如图( b）所示。从木块a 开始做匀加速直线运动到木块b 将要离开地面;.时的这一过程，下列说法正确的是（设此过程弹簧始终处于弹性限度内）()a 力 f 一 直 增 大b弹簧的弹性势能一直减小c. 木块 a 的动能和重力势能之和先增大后减小d. 两木块 a、b 和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小b(a)b(b)23. 如图所示，两根轻弹簧ac和 bd，它们的劲度系数分别为k1 和ak 1k2，它们的c、d 端分别固定在质量为m的物体上， a、b 端分别固c定在支架和正下方地面上， 当物体 m静止时，上方的弹簧处于原长；d若将物体的质量增为原来的3 倍，仍在弹簧的弹性限度内，当物体k 2再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了（）ba mg k1k2b. 2mg k1k 2c. 2mgk1k21k1k 2d. 3mgk1 k21k1k224. 如图所示，弹簧下挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为a的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动 过程中（）a物体在最低点时的弹力大小应为2mg b弹簧的弹性势能和物体动能总和不变c弹簧的最大弹性势能等于2mga d物体的最大动能应等于mga25、如图所示，劲度系数为 k1 的轻质弹簧两端分别与质量为 m1、m2 的物块 1、2 拴接，劲度系数为 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 缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。 在此过程中，物块 2 的重力势能增加了多少？ 物块 1 的重力势能增加了多少？26、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。系统处一静止状态，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。27、如图所示， a、b 两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知木块a、b 质量分别为0.42 kg和 0.40 kg ，弹簧的劲度系数k=100 n/m ，若在木块 a 上作用一个竖直向上的力f，使 a 由静止开始以0.5 m/s 2 的加速度竖2直向上做匀加速运动（g=10 m/s ）.（1） 使木块 a 竖直做匀加速运动的过程中，力f 的最大值；（2） 若木块由静止开始做匀加速运动，直到a、b 分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了0.248 j ，求这一过程f 对木块做的功 .28、如图，质量为m1 的物体 a经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2 的物体 b 相连，弹簧的劲度系数为k， a、b 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体a，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态， a上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上升一质量为m3 的物体 c并从静止状态释放，已知它恰好能使b 离开地面但不继续上升。若将c换成另一个质量为(m1+m3) 的物体 d，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次 b 刚离地时 d的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。229、将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s 的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为 6.0n，下顶板传感器显示的压力为10.0n。（1） ）若上顶板传感器的示数是下顶板传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。（2） ）要使上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的？30、如图所示， 在倾角为 的固定的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块a 、b 它们的质量都为m，弹簧的劲度系数为k , c为一固定挡板。系统处于静止状态，开始时各段绳都处于伸直状态。现在挂钩上挂一物体p，并从静止状态释放，已知它恰好使物体b 离开固定档板c， 但不继续上升（设斜面足够长和足够高）。求：（1） ）物体 p 的质量多大？（2） ）物块 b 刚要离开固定档板c时，物块 a 的加速度多大？1.d2.ad3.ad4.b5.a6.a7.c8.c9.ac10. c11.c12.c13.b14.ac15.d16.a17.b18.bc19.ad20.ac21.a22.a23.c24.ac25. 解：根据题意画图如右所示。上提前弹簧k1 被压缩x1 ，弹簧 k2 被压缩x2 ，于是有：m1 gx1;x2k1(m1m2 )g k2上提后，弹簧k2 刚脱离地面，已恢复原长，不产生弹力， 则此时 m2 仅受到上面弹簧的拉力和重力，于是上面的弹簧k1 是拉伸的，其形变量为：m2 gx1k1由上面的计算可得：物块2 的重力势能增加了e p 2 为：ep 2m2 gx2m2 (m1m )g 22k2物块 1 的重力势能增加了e p1m1 g (x1x2x1 )m1 (m11m2 )(k11 ) g 2k 2解：令 x1 表示未加 f 时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知26.令 x2 表示 b 刚要离开 c时弹簧的伸长量， a 表示此时 a的加速度， 由胡克定律和牛顿定律可知：kx 2=mbgsin fmagsin kx 2=maaaf(mamb )g sin ma由题意 d=x 1+x2d(ma27.mb ) g sin k分析：此题难点和失分点在于能否通过对此物理过程的分析后，确定两物体分离的临界点， 即当弹簧作用下的两物体加速度、速度相同且相互作用的弹力n =0 时 , 恰好分离 .解:当 f=0（即不加竖直向上f 力时），设 a、b 叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x，有kx=（ma+mb）gx=（ma+mb）g/k对 a 施加 f 力，分析 a、b 受力如图对 af+n- mag=maa对 bkx- n- mbg=mba可知，当 n0 时， ab有共同加速度a=a，由式知欲使a 匀加速运动， 随 n减小 f 增大. 当 n=0 时， f 取得了最大值fm,即 fm=ma（g+a） =4.41 n又当 n=0 时， a、b 开始分离，由式知， 此时，弹簧压缩量kx=mb（a+g）x=mb（a+g）/ kab共同速度v2=2a（ x- x） 由题知，此过程弹性势能减少了wp=ep=0.248 j设 f 力功 wf，对这一过程应用动能定理或功能原理wf+ep- （ ma+mb）g（x- x） = 1 （ma+mb）v22联立，且注意到ep=0.248 jf可知， w=9.64 10-2 j28. 【答】：解法一开始时， a.b 静止，设弹簧压缩量为x1 ，有kx 1=m1 gb不再上升，表示此时a 和 c的速度为零， c已降到其最低点。kx 2=m2 g由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧弹性势能的增加量为em3g(x 1+x2) m1g(x 1+x2)c换成 d后，当 b刚离地时