江苏2018年高考物理第二轮复习第22讲弹簧2017新题赏析课后练习

第22讲 弹簧2017新题赏析题一：如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块（可视为质点）从A点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。AC两点间距离为L，物块与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为g，则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）A弹簧和物块组成的系统机械能守恒B物块克服摩擦力做的功为mv02C弹簧的弹性势能增加量为mgLD物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和题二：如图所示，将一轻弹簧固定在倾角为30的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，已知物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g。则下列说法不正确的是（ ）A当弹簧恢复原长时，物体有最大动能B弹簧的最大弹性势能为2mghC物体最终会静止在B点位置D物体从A点运动到静止的过程中系统损失的机械能为mgh题三：如图所示，质量相等的A、B两木块叠放在水平地面上，木块B通过一轻弹簧与竖直墙相连，当用F10 N的水平拉力作用在木块A上时，弹簧的拉力大小为2 N，并处于静止状态。已知A、B两木块之间和A与地面之间的动摩擦因数相等。当突然撤去力F的瞬间，下列说法正确的是（ ）AA、B整体受到的摩擦力为10 N，方向向右B木块A对地面的摩擦力为2 N，方向向右C木块A受到地面的可能是滑动摩擦力，方向向右D木块B对A的摩擦力为2 N， 方向向左题四：如图所示，质量分别为m、M的两滑块叠放在水平面上，在O点一起以速度v向左撞向弹簧，当弹簧被压缩x0时，滑块到达A点且速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开，滑块能够返回O点。已知弹簧的劲度系数为k，滑块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，弹簧原长时弹簧的右端在O点，整个过程弹簧未超出弹性限度，两滑块始终保持相对静止，则（ ）A从A点到O点的运动过程中，两滑块始终做加速运动B两滑块从O点到A点又到O点的运动过程中，摩擦力做功为2（mM）gx0C与弹簧接触过程中，质量为m的滑块受到的摩擦力的最大值为D当两滑块返回O点时，二者的总动能为（mM）v2题五：如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直，A与地面的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力，则下列说法正确的是（ ）A弹簧的劲度系数为B此时弹簧的弹性势能等于mghmv2C此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上D此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动题六：如图所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块A连接，物块B沿斜面叠放在物块A上但不黏连。光滑斜面轨道与传送轨道良好对接，传送轨道平面与水平方向倾角也是，皮带传动装置顺时针匀速转动，物块A、B质量均为m，初始时两物块均静止。现用平行于斜面方向上的拉力拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的vt图象如图所示（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g（t1和t2，v1和v2均未知）（1）求t2时刻弹簧的形变长度x；（2）求t1的值；（3）已知37，传送带两轮轴心相距L5 m，物体B与皮带间的动摩擦因数0.25。设AB刚好在C点（斜面与传送带的连接点）分离并进入传送轨道，设物体B滑到传送带的C点时速度为8 m/s，物体可视为质点，如果在物体B到达C点的同时撤去拉力F。若传送装置匀速转动的速度v可在v4 m/s的范围内调节，试推导物体B滑动到顶端D时速度vD随传送带速度v变化的关系式，g取l0 m/s2。（sin 370.6，cos 370.8）题七：A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为k的弹簧相连，一长为l1的细线与A球相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端栓在竖直轴上，如图所示。当球A、B均以角速度绕OO 做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。（1）此时弹簧伸长量多大？细线拉力多大？（2）将细线突然烧断瞬间两球加速度各多大？题八：一转动装置如图甲所示，两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点，两轻杆与转轴间夹角均为30，小球a、b分别套在两杆上，小环c套在转轴上，球与环质量均为m，c与a、b间均用长为L的细线相连，原长为L的轻质弹簧套在转轴上，且与轴上P点、环c相连。当装置以某一转速转动时，弹簧伸长到，环c静止在O处，此时弹簧弹力等于环的重力，球、环间的细线刚好拉直而无张力。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求： （1）细线刚好拉直而无张力时，装置转动的角速度1。（2）如图乙所示，该装置以角速度2（未知）匀速转动时，弹簧长为，求此时杆对小球的弹力大小。（3）该装置转动的角速度由1缓慢变化到2，求该过程外界对转动装置做的功。弹簧2017新题赏析题一：D详解：物块与水平面间动摩擦因数为，由于摩擦力做功，机械能减小，故A错误；此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为Wfmv02Ep弹，故B错误，D正确；根据B分析知Ep弹mv02mgL，故C错误。题二：A详解：由题意，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g，根据牛顿第二定律可得合力Fmg。对物体受力分析，有重力沿斜面向下的分量为mgsin 30mg，由此可知，物块必定受到沿斜面向下的摩擦力，大小为fmg。物体从弹簧解除锁定开始，弹簧的弹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，可得物体先做加速后做减速运动，当弹力等于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和时，速度达到最大，此时弹簧处于压缩状态，选项A不正确；根据能量守恒定律，在物块上升到最高点的过程中，弹性势能变为物块的重力势能mgh和内能，得弹簧的最大弹性势能Epmghf2h2mgh，选项B正确；由于物体到达B点后，瞬时速度为零，最大摩擦力fmfmgmgsin 30，所以物块将静止在B点，选项C正确；物体从A点运动到静止的过程中系统损失的机械能等于克服摩擦力做的功，大小为Ef2hmgh，选项D正确。综上本题选A。题三：D详解：对A、B进行受力分析可知，B水平方向上受弹簧的拉力和A对B向右大小为2 N的静摩擦力，A水平方向受拉力、地面对A向左8 N的静摩擦力和B对A向左的2 N的静摩擦力。突然撤去力F的瞬间，摩擦力发生突变，而弹簧的拉力不能发生突变，再分别对A、B进行受力分析可知，B受弹簧的拉力A对B向右大小为2 N的静摩擦力，A受B向左大小为2 N的静摩擦力和地面向右大小为2 N的摩擦力，选项A、B、C错误，D正确。题四：BC详解：对两滑块整体而言，从A点到O点的运动过程中，受到水平向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，但当弹簧伸长量减小到一定程度，弹力和摩擦力大小相等，此后摩擦力大于弹力，所以两滑块向右运动的过程中，先加速后减速，选项A错误；两滑块从O点到A点又到O点的运动过程中，两滑块在水平面上的总路程均为2x0，则摩擦力做的功Wf2（mM）gx0，所以选项B正确；两滑块从O点到A点的运动过程中，滑块受到水平向右的弹力和向右的摩擦力，当弹簧的压缩量为x0时，水平方向的合力为Fkx0（mM）g，此时合力最大，则两滑块的加速度均为，所以质量为m的滑块受到的摩擦力最大值为，选项C正确；滑块从O点到A点又到O点的过程中，由动能定理可得2（mM）gx0Ek（mM）v2 ，则两滑块的总动能为（mM）v22（mM）gx0，所以选项D错误。题五：AB详解：物体A刚落地时，弹簧伸长量为h，物体B受力平衡，所以kh2mgsin ，所以k，选项A对；物体A落地前，系统机械能守恒，所以弹性势能等于mghmv2，选项B对；物体A刚落地时，对A应用牛顿第二定律得mgkhma，所以a0，选项C错；物体A落地后，弹簧不再伸长，故物体B不可能离开挡板沿斜面向上运动，选项D错。题六：（1） （2） （3）当传送带的速度在4 m/sv8 m/s的范围内调节时，；当传送带的速度在的范围内调节时，详解：详解：（1）由图知，A的加速度为零，速度最大。根据牛顿第二定律和胡克定律得mgsin kx， 得。（2）由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律，有kx- mgsin ma，开始时有2mgsin kx0，又x0xat12，联立得。（3）当传送带的速度在4 m/sv8 m/s的范围内调节时，物体B先以加速度a1减速向上滑行，当速度减到v后又以a2减速向上滑行，物体B滑动到D点时速度vD随速度v的变化关系式是。当传送带的速度在的范围内调节时，物体B将以加速度a2减速滑行到D点，物体B滑动到D点时速度vD随速度v的变化关系式是。题七：（1），m12l1m22（l1l2） （2）A球加速度为，B球加速度为详解：（1）在水平方向上进行研究。B球只受弹簧弹力，设弹簧伸长l，满足klm22（l1l2），则弹簧伸长量，A球受细线拉力FT和弹簧弹力F，做匀速圆周运动，满足FT -Fm12l1，细线拉力FTm12l1m22（l1l2）。（2）细线烧断瞬间，A球加速度，B球加速度。题八：（1） （2）4mg （3）详解：（1）小球做匀速圆周运动，由向心力公式有mgtan 60m12Lsin 3