有关弹簧的复习题型

合集下载

练习26功和能之弹簧问题-2021年高考物理一轮复习习题课(必修2)

功和能习题课--弹簧问题练习1．(多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。

物体在A 处时，弹簧处于原长状态。

现用手托住物体使它从A 处缓慢下降，到达B 处时，手和物体自然分开。

此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W 。

不考虑空气阻力。

关于此过程，下列说法正确的有( )A ．物体重力势能减小量一定大于WB ．弹簧弹性势能增加量一定小于WC ．物体与弹簧组成的系统机械能增加量为WD ．若将物体从A 处由静止释放，则物体到达B 处时的动能为W2、如图所示，劲度系数为k 的弹簧下端悬挂一个质量为m 的重物，处于静止状态．手托重物使之缓慢上移直到弹簧恢复原长、手对重物做的功为W 1.然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为v ，不计空气阻力．重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为W 2，则( )A ．W 1>m 2g 2kB ．W 1<m 2g 2kC ．W 2＝12m v 2D ．W 2＝m 2g 2k －12m v 2 3、[多选](2019·青岛模拟)如图所示，一根原长为L 的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m 的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H 处由静止下落压缩弹簧。

若弹簧的最大压缩量为x ，小球下落过程受到的空气阻力恒为F f ，则小球从开始下落至最低点的过程( )A ．小球动能的增量为零B ．小球重力势能的增量为mg (H ＋x －L )C ．弹簧弹性势能的增量为(mg －F f )(H ＋x －L )D ．系统机械能减小F f H4、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v 0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μ，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12m v 20C ．弹簧的弹性势能增加量为μmgLD ．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5、(多选)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出)．物块的质量为m ，AB ＝a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W .撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．重力加速度为g .则上述过程中( )A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmga B ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmga C ．经O 点时，物块的动能小于W －μmgaD ．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能6、(多选)如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触(未连接)，弹簧水平且无形变。

弹簧问题专项复习及练习题(含详细解答)

高三物理第二轮专题复习（一）弹簧类问题轻弹簧是一理想模型，涉及它的知识点有①形变和弹力，胡克定律②弹性势能弹簧振子等。

问题类型：1、弹簧的瞬时问题弹簧的两端若有其他物体或力的约束，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。

弹簧的弹力不能突变是由弹簧形变的改变要逐渐进行决定的。

2、弹簧的平衡问题这类题常以单一的问题出现，通常用胡克定律F=Kx和平衡条件来求解，列方程时注意研究对象的选取，注意整体法和隔离法的运用。

3、弹簧的非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的合外力加速度速度动能和其它物理量发生变化的情况。

弹簧的弹力与形变量成正比例变化，而它引起的物体的加速度速度动量动能等变化不是简单的单调关系，往往有临界值或极值。

有些问题要结合简谐运动的特点求解。

4、弹力做功与动量能量的综合问题弹力是变力，求弹力的冲量和弹力做的功时，不能直接用冲量和功的定义式，一般要用动量定理和动能定理计算。

如果弹簧被作为系统内的一个物体时，弹簧的弹力对系统内物体做不做功都不影响系统的机械能。

在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与动量能量联系，一般以综合题出现。

它有机地将动量守恒机械能守恒功能关系和能量转化结合在一起，以考察综合应用能力。

分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理动量定理和功能关系等知识解题。

规律：在弹簧-物体系统中，当弹簧处于自然长度时，系统具有最大动能；系统运动中弹簧从自然长度开始到再次恢复自然长度的过程相当于弹性碰撞过程。

当弹簧具有最大形变量时，两端物体具有相同的速度，系统具有最大的弹性势能。

系统运动中，从任意状态到弹簧形变量最大的状态的过程相当于完全非弹性碰撞的过程。

(实际上应为机械能守恒)典型试题1、如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于B点。

在B点正上方A点处，有一质量为m的物块，物块从静止开始自由下落。

物块落在弹簧上，压缩弹簧，到达C点时，物块的速度为零。

高中物理专题复习之弹簧模型中的极值问题

在高考复习中，常常遇到有关“弹簧类”问题，由于弹簧总是与其他物体直接或间接地联系在一起，弹簧与其“关联物”之间总存在着力、运动状态、动量、能量方面的联系，因此学生普遍感到困难，本文就此类问题作一归类分析。

一、最大、最小拉力例1. 一个劲度系数为k ＝600N/m 的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m ＝15kg 的物体A 、B ，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图1所示，现加一竖直向上的外力F 在物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经0.5s ，B 物体刚离开地面（设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内，且g ＝10m/s 2）。

求此过程中所加外力的最大和最小值。

图1解析：开始时弹簧弹力恰等于A 的重力，弹簧压缩量∆l mg km ==025.，0.5s 末B 物体刚要离开地面，此时弹簧弹力恰等于B 的重力，∆∆l l m '.==025，故对A 物体有2122∆l at =，代入数据得a m s =42/。

刚开始时F 为最小且F ma N N min ===15460×，B 物体刚要离开地面时，F 为最大且有F mg mg ma max --=，解得F mg ma N max =+=2360。

二、最大高度例2. 如图2所示，质量为m 的钢板与直立弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地面上，平衡时弹簧的压缩量为x 0。

一物体从钢板正上方距离为30x 的A 处自由下落打在钢板上，并立即与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动，已知物块质量也为m 时，它们恰能回到O 点，若物体质量为2m 仍从A 处自由下落，则物块与钢板回到O 点时还有向上的速度，求物块向上运动到达的最高点与O 点的距离。

图2解析：物块碰撞钢板前作自由落体运动，设v 0表示物块与钢板碰撞时的速度，则：v gx 006= ①物块与钢板碰撞后一起以v 1速度向下运动，因碰撞时间极短，碰撞时遵循动量守恒，即：mv mv 012= ②刚碰完时弹簧的弹性势能为E p ，当它们一起回到O 点时，弹簧无形变，弹性势能为0，根据机械能守恒有：E m v mgx p +=1222120() ③ 设v 2表示质量为2m 的物块与钢板碰撞后开始向下运动的速度，由动量守恒有：2302mv mv = ④碰撞后，当它们回到O 点时具有一定速度v ，由机械能守恒定律得：E m v mgx m v p +=+12331232202()() ⑤ 当质量为2m 的物块与钢板一起回到O 点时两者分离，分离后，物块以v 竖直上升，其上升的最大高度：h v g=22 ⑥ 解①~⑥式可得h x =02。

中考物理力学专题复习(二)有关弹簧测力计的使用问题

中考物理力学专题复习（二）有关弹簧测力计的使用问题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．使用弹簧测力计时，下列说法中错误的是（）A．弹簧测力计只能在竖直方向上使用B．使用前，必须检查指针是否指在零刻度线上C．使用时，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦D．使用时，所测的力不能超过弹簧测力计的量程2．如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，物重G=20N，则弹簧测力计的示数为（）A．0 N B．20 N C．5 N D．40 N3．如图所示，把两个钩码挂在弹簧测力计的挂钩上。

下列说法中错误的是（）A．使弹簧测力计的弹簧伸长的力就是钩码的重力B．弹簧测力计可以测量不是水平或竖直方向的力C．弹簧测力计的分度值为0.2N，测得两个钩码的总重力为1ND．测量钩码重力前，需把弹簧测力计调零，还要来回拉动挂钩几次4．如图所示，两匹马沿水平方向分别用500N的力同时拉弹簧测力计的挂钩和拉环，使弹簧测力计保持静止状态，不计弹簧测力计的自重。

则弹簧测力计的示数为（）A．0N B．250N C．500N D．1000N5．以下各个力中不属于．．．弹力的是（）A．手握瓶子的压力B．磁铁对大头针的吸引力C．绳子对物体的拉力D．地面对桌子的支持力6．使用弹簧测力计时，下面必须注意的几点中不正确的是（）A．使用中弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦B．弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜C．使用前必须检查指针是否指零D．加在弹簧测力计上的力不得超过它的量程7．小强用弹簧拉力器锻炼身体，刚拉开时没感到太费力，可是两手拉开的距离越大，就感到越费力。

这是因为（）A．弹簧受到拉力会发生弹性形变B．在弹性限度内，弹簧的伸长量越大，弹簧受到的拉力越大C．物体的形变越大，产生的弹力越大D．以上说法都不正确8．学校物理实验室里，直接用来测量力的仪器是（）A．秒表B．弹簧测力计C．天平D．量筒9．下列说法正确的是（）A．弹簧测力计是测量质量的工具B．弹力是指弹簧形变时对其他物体的作用C．使用弹簧测力计时不允许超过它的最大量程D．有弹性的物体，对其施加任意大的力后均能恢复原状10．如图所示，把两个质量均为50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上。

力学练习题弹簧势能和谐振子的运动分析

力学练习题弹簧势能和谐振子的运动分析力学练习题：弹簧势能和谐振子的运动分析弹簧振子是力学中的一个重要概念，在物理学和工程学中有着广泛的应用。

它可以用来描述弹簧的弹性变形和振荡运动。

本文将重点讨论弹簧振子的势能和谐振子的运动分析。

一、弹簧势能弹簧的势能是指由于弹性势能导致的能量储存。

当弹簧被拉伸或压缩时，其形变会导致储存的势能增加。

根据胡克定律，弹簧的弹性势能与其形变呈线性关系。

胡克定律可以用以下公式表示：F = -kx其中，F是弹簧受到的恢复力，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变。

根据弹簧的势能公式：E = 1/2kx²可以看出，弹簧的势能与形变的平方成正比。

二、谐振子的运动分析谐振子是指满足谐振条件的振子系统。

在弹簧振子中，谐振条件是指当外力作用于振子时，振子的周期是恒定的，并且与振幅无关。

根据谐振的特性，弹簧振子的运动可以通过以下公式来描述：x(t) = A*cos(ωt + φ)其中，x(t)表示振子的位移，A表示振幅，ω表示角频率，t表示时间，φ表示初相。

角频率可以用以下公式表示：ω = √(k/m)其中，k是弹簧的劲度系数，m是振子的质量。

根据以上公式，我们可以得出弹簧振子的运动规律：1. 振子的振幅决定了位移的幅值，振幅越大，位移的幅值越大。

2. 振子的周期是恒定的，由角频率决定，与振幅无关。

3. 振子的位移随时间的变化是以正弦函数的形式进行周期性振动。

三、练习题分析为了进一步理解弹簧振子的运动规律，我们来看一个练习题：练习题：一个弹簧振子的劲度系数为100 N/m，质量为0.5 kg。

当振子的振幅为2 cm时，求振子的位移函数和周期。

解答：根据谐振子的运动公式，我们可以计算出角频率：ω = √(k/m) = √(100 N/m / 0.5 kg) = 20 rad/s振子的位移函数为：x(t) = A*cos(ωt + φ)由于振幅为2 cm，即A = 0.02 m，我们可以将其代入位移函数中：x(t) = 0.02*cos(20t + φ)接下来，我们需要求解振子的周期。

2021届高三物理二轮复习：专题四受力分析中的弹簧问题

2021届高三物理二轮复习：专题四受力分析中的弹簧问题姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、选择题（共38题）1、“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。

某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。

人从P点落下到最低点c的过程中（）A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ab段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．在c点，人的速度为零，其加速度为零2、如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，以下说法正确的是：（）A．从接触弹簧到速度最大的过程是失重过程，B．从接触弹簧到加速度最大的过程是超重过程C．从接触弹簧到速度最大的过程加速度越来越大D．速度达到最大时加速度也达到最大3、如图所示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球．在将整个装置匀加速上提的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段时间内( )A．小球立即停止运动B．小球继续向上做减速运动C．小球的速度与弹簧的形变量都要减小D．小球的加速度减小4、如图所示的一种蹦床运动，图中水平虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达在最高点，B 为运动员刚抵达蹦床时刻的位置，C为运动员的最低点，不考虑空气阻力，运动员从A下落到C的过程中速度最大的位置为（）A、B、C之间B、A点C、B点D、C点5、如图3所示，光滑水平桌面上，有物块A、B用轻弹簧相连，两物块质量相等，即m A=m B，在水平拉力F A和F B的作用下一起运动，已知F A<F B，不计弹簧质量，则以下说法中正确的有( )A. 撤去F A瞬间，B的加速度一定变大B. 弹簧突然从P点断裂的瞬间，B的加速度小于C. 撤去F B后，弹簧将伸长D. 撤去F A后，弹簧将缩短6、如图所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻质弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态．现通过细绳将A加速向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L.假设弹簧一直在弹性限度范围内，则()A．L＝B．L＝C．L< D．L>7、如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的轻弹簧连接起来。

有关弹簧问题的专题复习

有关弹簧问题的专题复习纵观历年高考试题,和弹簧有关的物理试题占有相当的比重,高考命题者常以弹簧为载体设计出各类试题,这类试题涉及到静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能关系问题,几乎贯穿于整个力学知识体系,为了帮助同学们掌握这类试题的分析方法,同时也想借助于弹簧问题,将整个力学知识有机地结合起来,让同学们对整个力学知识体系有完整的认识,特将有关弹簧问题分类研究如下.一、弹簧中的静力学问题在含有弹簧的静力学问题中,当弹簧所处的状态没有明确给出时,必须考虑到弹簧既可以处于拉伸状态,也可以处于压缩状态,必须全面分析各种可能性,以防以偏概全.【例1】（2002年广东省高考题）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,它们均处于平衡状态.则:（）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【解析】研究a、N、c系统由于处于平衡状态,N可能处于拉伸状态,而M可能处于不伸不缩状态或压缩状态;研究a、M、b系统由于处于平衡状态,M可能处于压缩状态(或处于不伸不缩状态),而N可能处于不伸不缩状态或拉伸状态.综合分析,本题只有A、D正确.【例2】.如图所示,重力为G的质点M与三根相同的轻质弹簧相连,静止时,相邻两弹簧间的夹角均为120 ,已知弹簧A、B对质点的作用力均为2G,则弹簧C对质点的作用力大小可能为（）A.2GB.GC.0D.3G【解析】弹簧A、B对M的作用力有两种情况：一是拉伸时对M的拉力,二是压缩时对M的弹力.若A、B两弹簧都被拉伸,两弹簧拉力与质点M重力的合力方向一定竖直向下,大小为3G,此时弹簧C必被拉伸,对M有竖直向上的大小为3G的拉力,才能使M 处于平衡状态.若A、B两弹簧都被压缩,同理可知弹簧C对M有竖直向下的大小为G的弹力.A、B两弹簧不可能一个被拉伸,一个被压缩,否则在题设条件下M不可能平衡.故本题选B、D.【例3】（1999年全国高考题）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,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为（）A.11k g mB.12k g mC.21k g mD.22k g m 【解析】原来系统处于平衡态则下面弹簧被压缩x 1则有：()g m m x k 2112+=;当上面的木块刚离开上面的弹簧时,上面的弹簧显然为原长,此时对下面的木块m 2则有：g m x k 222=,因此下面的木块移动的距离为2121k g m x x x =-=∆,故本题选C. 【注意】缓慢向上提,说明整个系统一直处于动态平衡过程.二弹簧中的动力学问题有关弹簧问题的动力学问题,同学们应注意以下几个问题：一是因弹簧的弹力是变力,物体在弹簧弹力（通常还要考虑物体的重力）作用下做变加速运动,掌握这类问题的动态情景分析是解答这类问题的关键.二是要注意弹簧是弹性体,形变的发生和恢复都需要一定的时间,即弹簧的弹力不能突变.三是要注意弹簧问题的多解性.1. 在弹簧弹力作用下瞬时加速度的求解【例4】一个轻弹簧一端B 固定,另一端C 与细绳的一端共同拉住一个质量为m 的小球,绳的另一端A 也固定,如图所示,且AC 、BC 与竖直方向夹角分别为21θθ、、,则（）A.烧断细绳瞬间,小球的加速度2sin θg a =B.烧断细绳瞬间,小球的加速度()212sin sin θθθ+=g a C.在Ｃ处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度()211sin sin θθθ+=g a D.在Ｃ处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度1sin θg a =【解析】在绳子烧断前,小球受力平衡,据拉密原理可知：()2121sin sin sin θθθθ+==mg F F A B ,故()211sin sin θθθ+=mg F B ,.()212sin sin θθθ+=mg F A 烧断细绳瞬间,A F 消失,而B F 尚未变化（弹簧形变需时间,认为这一瞬间不变）,此时合力与A F 等大反向,加速度为()212sin sin θθθ+==g m F a A ；弹簧与球脱开时,B F 消失,A F 发生突变,此时重力与绳子拉力的合力为:1sin θmg F 合=.方向与AC 垂直,所以1sin θg a =.故本题选B 、D.【说明】解答这类题型的关键要注意细绳和轻弹簧两种模型的区别：细绳的张力可以发生突变,弹簧的弹力不能发生突变.；但当弹簧的一端不与有质量的物体连接时,轻弹簧的形变也不需要时间,弹力也可以发生突变（因轻弹簧的质量为零,其加速度为无穷大）【例5】如图所示,物块B 和C 分别连接在轻弹簧的两端,将其静置于吊篮A 的水平底板上,已知A 、B 、C 三者质量相等且为m.则将挂吊篮的轻绳烧断的瞬间,吊篮A 、物块B 和C 的瞬时加速度分别为（）A.g 、g 、gB.g 、g 、0C.1.5g 、1.5g 、0D.g 、2g 、0【解析】对物块C 在轻绳烧断的瞬间,其受力情况不变,故其瞬时加速度为零.而对于吊篮A 和物块B,由于它们是刚性接触,它们之间的相互作用力可发生突变,因此在轻绳烧断的瞬间A 和B 的加速度相等.研究A 、B 、C 系统,由牛顿定律可知：ma mg 23=g a a B A 5.1==∴ 因此本题的正确选项为C.【说明】注意两物体“刚性接触” 和“弹性接触” 的区别【例6】如图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两物块P 、Q,它们的质量均为2kg,均处于静止状态.若突然将一个大小为10N 、方向竖直向下的力施加在物块P 上,则此瞬间,P 对Q 压力的大小为（g 取10m/s 2）（）A.5NB.15NC.25ND.35N.【解析】在物块P 上突然施加一个竖直向下的力的瞬间P 和Q的加速度相等.研究P 、Q 系统,据ma F 2= 2/5.2s m a a Q P ==∴研究P 物块,据()N N ma N F mg 25=∴=-+.因此P 对Q 的压力大小为25N.故本题正确选项为C【练习】如图所示, 绳子OO 1 挂着匣子C,匣内又用绳子挂着A 球,A 的下方用轻弹簧挂着B 球,A 、B 、C 三个物体的质量都是m,原来都处于静止状态,当绳子OO 1 被烧断瞬间,试求三个物体的瞬时加速度.(a B =0;a A =a c =1.5g)2. 物体在弹簧弹力作用下的动态分析【例7】（2001年上海市高考试题）如图所示,一只升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中（）A ,升降机的速度不断减小B. 升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值.【解析】升降机从弹簧下端触地后直到最低点的运动过程可分为三个阶段：①mg>N （N 为弹簧的弹力）,据m kx mg m N mg a -=-=可知,加速度a 随着形变量x 的增大而减小,故此阶段升降机做加速度减小的加速运动；②mg=N 时,速度达到v m ；③mg<N,据m mgkx m mgN a -=-=可知,加速度a 随着形变量x 的增大而增大,故此阶段升降机做加速度增大的减速运动,最低点时v=0,由以上分析知A 、B 错,由动能定理可知选项C正确.做出升降机全过程的速度图象如图所示,由图易知选项D 也正确.3. 物体在弹簧弹力作用下的运动分析【例8】如图所示,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面上,现要施加一竖直向上的力F 作用在上面物体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,设整个过程弹簧均处于弹性限度内.求：⑴此过程中所加外力F 的最大值和最小值：⑵此过程中外力F 所做的功.【解析】⑴设物体A 刚要开始运动时弹簧的压缩量为x 1,尚未施加外力F 时,研究物体A,则有mg kx =1.当施加外力F(物体A 刚要做匀加速运动时,外力F 为最小,此时对物体A 有：ma mg kx F =-+11.(即ma F =1)设物体B 刚要离地时,弹簧的伸长量为x 2,此时所施加的外力F 2最大.此时研究物体B,则有mg kx =2（此时地面弹力恰为零）.研究物体A,则有ma mg kx F =--22,22121at x x =+.代入数据可得：m x x 15.021== . N F 451=. N F 2852= .⑵.由于物体A 刚要开始运动时弹簧的压缩量x 1和物体B 刚要离地时弹簧的伸长量x 2相等,可知这两个状态弹簧的弹性势能相等,因此此过程中外力F 所做的功为:()()J at m x x mg W 5.4921221=++=. 【例9】一名宇航员抵达一个半径为r 的星球表面, 为了测定该星球的质量M,他做了如下实验: 取一根细线穿过光滑的细直管,细线的一端拴一个质量为m 的小球, 另一端连接在一固定的测力计上, 手握细直管转动小球, 使之在竖直平面内做完整的圆周运动,并观察测力计的读数发现:小球运动到圆周的最高点和最低点时测力计的示数差为ΔF.已知万有引力常量为G,试求出该星球的质量M【解析】若设小球在圆周的最高点和最低点时, 绳的拉力大小分别为1F 和2F ,速度大小分别为1v 和2v .设圆运动半径为R则在最高点时有:Rv m mg F 211=+, ① 在最低点时有:Rv m mg F 222=-, ② 又:12F F F -=∆, ③小球从最低点到最高点的过程中机械能守恒, 由此可得:R mg mv mv 221212122•=- ④ 又据 2rMm G mg =,⑤ 由①②③④⑤可得:GmFr M 62∆=. 【例10】两个质量不计的弹簧将一金属块支在箱子的上顶板与下底板之间,箱子只能沿竖直方向运动,如图所示,两弹簧原长均为0.80m,劲度系数均为60N/m.当箱以a=2.0m/s 2的加速度匀减速上升时,上、下弹簧的长度分别为0.70m 和0.60m(g=10m/s 2).若上顶板压力是下底板压力的四分之一,试判断箱的运动情况.【解析】由题意可知上、下两弹簧均处于压缩状态.不仿令下、上弹簧的弹力分别为N 1 和N 2 则据胡克定律可得:N 1=60⨯(0.80-0.60)=12.0N,N 2=60)70.080.0(-⨯=6.0N.设向下为正方向,当金属块以2.0m/s 2 的加速度匀减速上升时,由牛顿第二定律得:ma N N mg =-+12.解之m=0.75kg.因弹簧总长度不变, 则).(30.160.070.021m l l l =+=+=上顶板压力为下底板压力的1/4时, 设上、下弹簧的压缩量分别为'2x 和'1x ,则'2'14x x =,由l x l =-'2052,.06.0'2m x =∴N kx N 6.3'2'2==.则'2'1'4N N ==14.4N.据''1'2ma N N mg =-+,得2'/4.4s m a -=. 因此箱子以大小为4.4m/s 2的加速度上升或减速下降.【例11】如图所示,质量为M 的木块放在水平面上,一轻弹簧下端固定在木块上,上端固定一个质量为m 的小球.小球上下振动时,木块始终没有跳起.问：⑴在木块对地面压力为零的瞬间,小球加速度多大？⑵在小球上下振动的全过程中,木块对地面的最大压力多大？【解析】⑴木块对地面压力为零的瞬间, 显然小球振动到最高点时, 此时小球的加速度向下.研究m 和M 系统,由牛顿第二定律可知()ma g m M =+ ()mg m M a +=∴① ⑵在小球上下振动的全过程中,当小球运动到最低点时,木块对地面的压力最大,此时对m 和M 系统有：()ma g m M N =+-.②据弹簧的对称性原理可知,小球在振动的最低点和最高点加速度大小相等.将①代入到②可得:()g m M N m +=2三、弹簧连接体问题【例12】如图所示,一轻弹簧连接两滑块A 和B,已知m A =0.99kg,m B =3kg,放在光滑水平面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A 被水平飞来的质量为m C =10g 、速度为400m/s 的子弹击中,且没有穿出,试求：⑴子弹击中A 的瞬间A 和B 的速度；⑵以后运动过程中弹簧的最大弹性势能；⑶B 可获得的最大动能.【解析】⑴子弹击中滑块A 的瞬间,研究A 和C 系统,由动量守恒定律可得：()A A C o C v m m v m += s m v A /4=∴（此时由于弹簧尚未发生形变,故物块B 并未参与A 、C 间的相互作用）.⑵子弹击中滑块A 后,在弹性力的作用下做加速度增大的变减速运动,与此同时,滑块B 做加速度增大的变加速运动,当它们的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律和能量守恒定律可得： ()()v m m m v m m B C A A C A ++=+ s m v /1=∴ ()()222121v m m m v m m E B C A A C A P ++-+= J E P 6=∴. ⑶当它们的速度相等后,在弹性力的作用下,滑块A 和子弹C 将做加速度减小的变减速运动(当它的速度减为零后, 可向相反方向做变加速运动), 而滑块B 将做加速度减小的变加速运动,当弹簧恢复原长时,设滑块B 的最大速度为v B ’,此时滑块A 和子弹的速度为v A ’.根据系统动量守恒定律和系统能量守恒定律(从子弹击中滑块A 到弹簧重新恢复原长的过程相当于一个完全弹性正碰过程)得：()()''B B A C A A C A v m v m m v m m ++=+()C A m m +212A v =()2'21A C A v m m ++2'21B B v m .代入数据可得'B v =2m/s 因此B 获得的最大动能为J v m E B B KB 6212'==. 从子弹击中滑块A 到弹簧重新恢复原长的全过程可用速度图象表示,其速度图象如图所示. 关于速度图象的几点说明：⑴由速度图象可知,当t=t 1时,弹簧压缩量最短,此时系统内各物体有相同的速度,并且系统的动能总和最小而弹簧的弹性势能最大.当t=t 2时,弹簧第一次恢复原长,此时滑块B 有最大速度,而此时滑块A(包括子弹C)有负向的最大速度;当t=t 3时,弹簧伸长量最大,当t=t 4时,弹簧再一次恢复原长.此后再周期性的循环往复的变化.⑵滑块A(包括C)和滑块B 的速度图象是关于直线v=v 共(即本题中v=1m/s)对称的正(余)弦曲线.⑶由滑块B 的速度图象可知,它的最大速度为2m/s.【例13】如图所示,木块A 、B 的质量分别为m 1、m 2,由轻弹簧连接,置于光滑水平面上,用一轻绳把两木块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧,两木块一起以恒定的速度v o 向右滑动,突然轻绳断开,当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A 的速度恰为零,求：⑴此时木块B 的速度；⑵轻绳断开前弹簧的弹性势能；⑶如果在以后的运动过程中,木块B 有速度为零的时刻,则木块A 、B 的质量m 1、m 2 应满足的关系是什么？【解析】⑴由动量守恒定律可知：()22021v m v m m =+, 故 02212v m m m v += ⑵由系统能量守恒定律可知：21()222021210mv E v m m P =++, 故 ()20221120v m m m m E P +=⑶轻绳断开后,滑块A 和B 的速度图象如图所示：由速度图象可知,当21m m ≥时,木块B 有速度为零的时刻.【说明】在弹簧连接体模型中,若两物体的质量不相等,在速度图象中只是速度的最大值、最小值不同,不需定量计算时,可粗略画出速度的最大值,应特别注意：质量小的物体的速度最大值较大.【练习】如图所示,轻弹簧的两端与两物块(质量分别为m 1、m 2)连在一起时,m 1静止在A 点,m 2靠墙,现用水平力F 推m 1使弹簧压缩,m 1=1kg,m 2=2kg,将它们放在光滑的水平面上,弹簧自然压缩一段距离后静止,此过程中力F 的功为4.5J.当F 撤去后,求:⑴m 1在运动过程中的最大速度,(3m/s)⑵m 2 在运动过程中的最大速度,(2m/s)⑶m 1在越过A 点后速度最小时弹簧的弹性势能.(2.25J)【解析】⑴.m 1 在弹开过程中, 回到A 点时速度最大, 设为v 1, 则有:21121v m W F =.s m v /31=∴. (2).m 1越过A 点后,m 2开始向右加速,m 1开始减速,弹簧被拉长,当其伸长到最大长度时,二者具有共同速度v,此过程对系统有:();2111v m m v m += ① ()m P E v m m v m ++=2212112121②由①、②解得:v=1m/s.J E m P 3= 全过程的速度图象如图所示,由图可知m 1越过A 点后速度最小为零,不是-1./s m(3).1m越过A 点后由伸长到最长至第二次恢复原长过程的某一时刻速度第一次最小,且为零.据由'2211v m v m =+0, 得s m v /5.1'2= P E v m v m +=2'222112121.得J E P 25.2= 四、弹簧功能关系综合题例析【例14】如图所示,质量为M 的L 型长木板静止在光滑水平面上,在木板的右端有一质量为m 的小铜块,现给铜块一个水平向左的初速度v o ,铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为l 的轻弹簧相碰,碰后返回且恰好停在木板的右端,求：铜块与弹簧作用过程中弹簧获得的最大弹性势能.【解析】尤其要注意对本题隐含条件的挖掘,铜块与弹簧相碰,碰后返回恰好停在木板的右端,说明此时铜块与木板存在着相同的对地速度,因此,全过程铜块与木板的碰撞相当于完全非弹性正碰,因此木板的上表面必存在摩擦力.运动的全过程可分为以下两个阶段：第一阶段为从铜块开始运动到弹簧压缩最短,此时铜块与木板具有相同的速度v 1,由系统动量守恒定律和能量守恒定律可得：()1v m M mv o +=; ()21202121v m M mv E W P f +-=+ 第二阶段为从弹簧压缩最短到铜块运动到木板的最右端,此时它们具有相同的速度v 2,由系统动量守恒定律和能量守恒定律可得：()()21v m M v m M +=+; ()()212221v v m M W E f P -+=-. 可解之： 21v v = ()M m Mmv E P +=420 【例15】如图所示,光滑水平面上,质量为m 的小球B 连接着轻弹簧处于静止状态,质量为2m 的小球A 以大小为v o 的初速度向右运动,接着逐渐压缩弹簧并使B 运动,经过一段时间A 与弹簧分离.⑴当弹簧压缩最短时,弹簧的弹性势能E P 多大？⑵若开始时在B 球的右侧某位置固定一块挡板,在A 球与弹簧未分离前使B 球与挡板发生碰撞,并在碰后立即将挡板撤去.设B 球与挡板的碰撞时间极短,碰撞时机械能没有损失,欲使此后弹簧被压缩到最短时, 弹簧的弹性势能/P E 能达到第⑴问中P E 的2.5倍,必须使B 球在速度多大时与挡板发生碰撞？【解析】⑴当弹簧压缩到最短时,A 、B 的速度相同,设为1v根据系统动量守恒定律可得：1032mv mv = 解得 0132v v =. 对A 、B 以及弹簧所构成的系统机械能守恒,所以有：P E mv mv +=2120321221 解得 2031mv E P = ⑵弹簧被压缩到最短时,A 、B 的速度相同,设为2v .由于B 与挡板相碰后动能没有损失,故有：/2220321221P E mv mv +=.将20/655.2mv E E P P ==代入可得：0231v v =或0231v v -= 用B A 、v v 分别表示B 与挡板相碰前瞬间A 、B 的速度,根据系统动量守恒定律可得：B A mv mv mv +=220①；232mv mv mv B A =-②将0231v v =代入①、②可得：0021,43v v v v B A ==.由于B A v v >,说明此时弹簧仍处于压缩状态.又由于202222121221mv mv mv B A <+故该情况是可以实现的. 将0231v v -=代入①②可得：0023,41v v v v B A ==.由于此时有 202222121221mv mv mv B A >+ 故该情况是不可能实现的. 【例16】(2003年江苏省高考题)(1) 如图1, 在光滑水平长直轨道上, 放着一个静止的弹簧振子, 它由一轻弹簧两端各联结一个小球构成, 两小球质量相等, 现突然给左端小球一个向右的速度u 0, 求弹簧第一次恢复到自然长度时, 每个小球的速度.(2) 如图, 将N 个这样的振子放在该轨道上, 最左边的振子被压缩至弹簧为某一长度后锁定, 静止在适当位置上, 这时它的弹性势能为E 0 ,其余的振子间都有一定距离, 现解除对振子1的锁定, 任其自由运动, 当它第一次恢复到自然长度时, 刚好与振子2碰撞, 此后, 继续发生一些碰撞, 每一个振子被碰后都是在弹簧第一次恢复到自然长度时与下一振子相碰, 求所有的碰撞都发生后, 每个振子弹性势能的最大值, 已知两球相撞时,速度交换, 即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度.【解析】⑴.振子从初态到弹簧恢复到自然长度的过程中, 弹簧一直处于压缩状态,当两球速度相同均为20u 时,( 即为0t 时刻)弹簧压缩最短,t 0 --t 弹簧逐渐恢复原长,当t 时刻弹簧恢复到原长时,左小球速度为零,右小球速度为u 0,即两小球互换速度.(2) 从振子1解除锁定到弹簧第一次恢复原长过程中, 右小球向右加速, 左小球向左加速且具有瞬时对称性, 两小球和弹簧组成的系统满足动量守恒和机械能守恒, 设向右为正向, 则有:0'11=+mv mv0'12122121E mv mv =+. 解得mE v m E v 0'101,-==.且在此时刻振子1的右小球与振子2的左小球相碰, 碰后它们互换速度, 此时振子1左小球的速度仍为v 1. 此后振子1向左运动, 左小球向左减速, 右小球向左加速, 当其速度相同时弹簧拉伸至最长, 弹性势能最大, 设两球的共速为v , 则有:mv mv 21=,P E mv mv +=22122121. 解得041E E P =. 振子2被撞后瞬间, 左小球速度为v 1, 右小球速度为零, 弹簧被压缩, 右小球向右加速, 左小球向右减速, 当弹簧压缩至最短时, 振子2弹性势能最大, 弹簧恢复原长时, 左小球速度为零, 右小球速度为v 1 . 此时振子2右小球与振子3左小球碰撞, 互换速度, 振子2的右小球速度变为零, 振子2静止, 弹性势能为零.依次类推, 后面各振子情况同振子2, 振子N 被碰后, 弹簧被压缩, 当它们向右的速度相同时, 弹簧被压缩至最短, 弹性势能最大为,40E 可见所有振子所具有的最大弹性势能均为40E ,中间振子所起的作用只不过是传递能量而已.全过程的速度图象如图所示:。

2025高考物理总复习含弹簧的机械能守恒问题

t2时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误； t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧； t2～t3这段时间内，小球先加速后减速，动能先增大后减小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确，D错误。
例2 如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO 间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ＝30°。现让小球从A处由静止释放，重力加速度为g，下列说法正确的有 A.下滑过程中小球的机械能守恒
动能Ek；
答案
mgR 2
C点与D点的高度差h＝0.5R 圆环从C运动到D，在C点和D点两弹簧弹性势能的和相等，根据机械能守恒 mgh＝Ek 解得 Ek＝m2gR
(3)由C点静止释放圆环，求圆环运动到D点时对轨道的作用力FN。答案 1.7mg，方向竖直向下
由 Ek＝12mv2 得，圆环运动到 D 点时的速度 v＝ gR
(1)斜面的倾角α；答案 30°
由题意可知，当A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面，A的加速度此时为零。由牛顿第二定律得4mgsin α－2mg＝0 则 sin α＝12，α＝30°。
(2)A球获得的最大速度vm的大小。
答案 2g
m 5k
初始时系统静止且细线无拉力，弹簧处于压缩状态，设弹簧压缩量为 Δx，对B：kΔx＝mg 因B、C的质量均为m，则C球恰好离开地面时，弹簧伸长量也为Δx，故弹簧弹性势能变化量为零， A、B、C三小球和弹簧组成的系统机械能守恒，有 4mg·2Δx·sin α－mg·2Δx＝12(5m)vm2 联立解得 vm＝2g 5mk。

弹簧弹力练习题

弹簧弹力练习题弹簧是一种常见的力学装置，广泛用于工业、建筑、交通等领域。

弹簧的弹力是根据胡克定律来确定的，即弹簧的伸长或压缩与所受的外力成正比。

通过练习和理解弹簧的弹力特性，我们可以更好地掌握其应用和原理。

本文将介绍一些弹簧弹力的练习题，帮助读者更好地理解和应用弹簧的相关知识。

1. 弹簧系数计算弹簧系数是指弹簧在单位伸长或压缩下所产生的弹力大小，通常用符号k表示。

我们可以通过以下练习题来计算弹簧系数：题目一：已知一根钢质弹簧的长度为20 cm，在10 N力作用下伸长了2 cm。

求该弹簧的弹簧系数。

解答：根据胡克定律，弹簧的伸长与所受外力成正比，即F = kΔl。

将已知量代入方程，得到k = F / Δl = 10 N / 0.02 m = 500 N/m。

2. 弹簧的串联和并联在实际应用中，常常需要将多个弹簧串联或并联使用。

下面的练习题可以帮助我们理解弹簧的串联和并联效果：题目二：将两个弹簧串联，第一个弹簧的弹簧系数为200 N/m，长度为30 cm，第二个弹簧的弹簧系数为300 N/m，长度为40 cm。

求串联后整个系统的弹簧系数和总长度。

解答：对于串联的弹簧系统，它们所受到的外力相同。

根据串联弹簧的性质，总的弹簧系数可以通过求和得到，总长度等于每个弹簧的长度之和。

因此，整个系统的弹簧系数为 200 N/m + 300 N/m = 500N/m，总长度为 30 cm + 40 cm = 70 cm。

题目三：将两个弹簧并联，第一个弹簧的弹簧系数为200 N/m，长度为30 cm，第二个弹簧的弹簧系数为300 N/m，长度为40 cm。

求并联后整个系统的弹簧系数和总长度。

解答：对于并联的弹簧系统，它们所受到的伸长量相同。

根据并联弹簧的性质，总的弹簧系数可以通过倒数之和的倒数得到，总长度等于两个弹簧中较长的长度。

因此，整个系统的弹簧系数为 (1/200 N/m + 1/300 N/m)^-1 = 120 N/m，总长度为 40 cm。

高考物理第二轮复习弹簧新题赏析讲义册子

第22讲弹簧2020新题赏析题一：如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。

用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 0，此时物体静止。

撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x 0。

物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。

则（）A ．撤去F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为g mkx μ-0C ．物体做匀减速运动的时间为2gx μ0D ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为)(0kmgx mg μμ-题二：如图所示，质量相等的物块A 、B 叠放在光滑水平面上，两轻质弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端分别与A 、B 相连接，两弹簧的原长相同，与A 相连的弹簧的劲度系数小于与B 相连的弹簧的劲度系数。

开始时A 、B 处于静止状态。

现对物块B 施加一水平向右的拉力，使A 、B 一起向右移动到某一位置（A 、B 无相对滑动，弹簧处于弹性限度内），撤去这个力后（） A ．A 受到的合力总等于弹簧对B 的弹力 B ．A 受到的合力总大于弹簧对B 的弹力C ．A 受到的摩擦力始终与弹簧对它的弹力方向相同D ．A 受到的摩擦力与弹簧对它的弹力方向有时相同，有时相反题三：如图甲所示，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θ的斜面底端，另一端与物块A 连接；两物块A 、B 质量均为m ，初始时物块均静止。

现用平行于斜面向上的拉力F 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v —t 图象如图所示（t 1时刻A 、B 的图线相切，t 2时刻对应A 图线的最高点），重力加速度为g ，则（） A ．外力施加的瞬间，A 、B 间的弹力大小为m （gsin θ－a ） B ．t 2时刻，弹簧的形变量为ma/kC ．t 2时刻弹簧恢复到原长，物块A 达到速度最大值D．从开始到t1时刻，拉力F做的功比弹簧释放的势能少题四：一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接，轻杆长均为L，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上。

高三复习之弹簧的受力

高三复习之弹簧的受力弹簧的特性（1）不计质量。

（2）轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的力大小是相同的。

其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。

（3）两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间变化——弹簧弹力不突变。

一.胡克定律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：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>L1B. L4>L3C. L1>L3D. L2=L42. 如图所示，A、B是两个相同的弹簧，原长都是L0＝10 cm，劲度系数k＝500 N/m，若悬挂的两个物体质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26cm，则m＝__________。

（g取10m/s2）3.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，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为（）A. B. C. D.4.如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为：A.mg； B. mg C. F D. F二.弹簧的受力特征5. 如图所示，重力为G的质点M与三根相同的轻质弹簧相连，静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120。

，已知弹簧A、B对质点的作用力均为2G，则弹簧C对质点的作用力大小可能为（）A.2GB.GC.0D.3G6. 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，它们均处于平衡状态.则:（）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7. 一球重为G，固定的竖直大圆环半径为R，轻弹簧原长为L(L＜2R)，其劲度系数为k，一端固定在圆环最高点，另一端与小球相连，小球套在环上，所有接触面均光滑，则小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角θ为多少？三.弹簧的瞬时性问题8. 物块A1、A2、B1和B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B l、B2用轻质弹黄连结，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图所示。

弹簧习题与参考答案

习题与参考答案一、复习思考题。

1．弹簧有哪些功用？2．常用弹簧的类型有哪些？各用在什么场合？3．制造弹簧的材料应符合哪些主要要求？常用材料有哪些？4．圆柱弹簧的主要参数有哪些？它们对弹簧的强度和变形有什么影响？5．弹簧刚度K的物理意义是什么？它与哪些因素有关？6．什么是弹簧的特性曲线？它在设计中起什么作用？7．设计时，若发现弹簧太软，欲获得较硬的弹簧，应改变哪些设计参数？8．圆柱螺旋弹簧在工作时受到哪些载荷作用？在轴向载荷作用下，弹簧圈截面上主要产生什么应力？应力如何分布？受压缩与受拉伸载荷时，应力状态有什么不同？9．如何确定圆柱螺旋弹簧的许用剪切应力？用碳素弹簧钢丝制造弹簧时，其许用剪切应力[]τ值应如何确定？10．设计弹簧时，为什么通常取弹簧指数C=4~16，弹簧指数C的含义是什么？11．今有A、B两个弹簧，弹簧丝材料、直径d及有效圈数n均相同，弹簧中径D2A大于D2B，试分析：1）当载荷P以同样大小的增量不断增大时，哪个弹簧先坏？2）当载荷P相同时，哪个弹簧的变形量大？12．圆柱形拉、压螺旋弹簧丝最先损坏的一般是内侧还是外侧？为什么？13．设计弹簧如遇刚度不足时，改变哪些参数可得刚度较大的弹簧？14．怎样的装置可把一个圆柱形压缩弹簧作为拉伸弹簧使用？二、选择题1．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指。

A、弹簧外径与簧丝直径之比值。

B、弹簧内径与簧丝直径之比值。

C、弹簧自由高度与簧丝直径之比值。

D、弹簧中径与簧丝直径之比值。

2．圆柱拉伸（压缩）螺旋弹簧受戴后，簧丝截面上的最大应力是。

A、扭矩T引起的扭切应力τ'σB、弯矩M引起的弯曲应力bC、剪力F引起的切应力τ''D、扭切应力τ'和切应力τ''之和3．当簧丝直径d一定时，圆柱形螺旋弹簧的旋绕比C如取得太小，则。

A、弹簧尺寸大，结构不紧凑B、弹簧的刚度太小C、弹簧卷绕有困难D、簧丝的长度和重量较大4．设计圆柱拉伸螺旋弹簧时，簧丝直径d的确定主要依据弹簧的A、稳定性条件B、刚度条件C、强度条件D、变形条件三、填空题1．弹簧在工作时常受载荷或载荷作用。

高考二轮物理复习专题：弹簧问题(附答案)

专题弹簧类问题(附参考答案)高考动向弹簧问题能够较好的培养学生的分析解决问题的能力和开发学生的智力，借助于弹簧问题，还能将整个力学知识和方法有机地结合起来系统起来，因此弹簧问题是高考命题的热点，历年全国以及各地的高考命题中以弹簧为情景的选择题、计算题等经常出现，很好的考察了学生对静力学问题、动力学问题、能量守恒问题、功能关系问题等知识点的理解，考察了对于一些重要方法和思想的运用。

弹簧弹力的特点：弹簧弹力的大小可根据胡克定律计算（在弹性限度内），即F=kx，其中x是弹簧的形变量（与原长相比的伸长量或缩短量，不是弹簧的实际长度）。

高中研究的弹簧都是轻弹簧（不计弹簧自身的质量，也不会有动能和加速度）。

不论弹簧处于何种运动状态（静止、匀速或变速），轻弹簧两端所受的弹力一定等大反向。

弹簧的弹力属于接触力，弹簧两端必须都与其它物体接触才可能有弹力。

如果弹簧的一端和其它物体脱离接触，或处于拉伸状态的弹簧突然被剪断，那么弹簧两端的弹力都将立即变为零。

在弹簧两端都保持与其它物体接触的条件下，弹簧弹力的大小F=kx与形变量x成正比。

由于形变量的改变需要一定时间，因此这种情况下，弹力的大小不会突然改变，即弹簧弹力大小的改变需要一定的时间。

（这一点与绳不同，高中物理研究中，是不考虑绳的形变的，因此绳两端所受弹力的改变可以是瞬时的。

）一、与物体平衡相关的弹簧例．如图示，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，直到它刚离开上面弹簧．在这过程中下面木块移动的距离为( )A.m1g/k1B.m2g/k2C.m1g/k2D.m2g/k2此题是共点力的平衡条件与胡克定律的综合题．题中空间距离的变化，要通过弹簧形变量的计算求出．注意缓慢上提，说明整个系统处于一动态平衡过程，直至m1离开上面的弹簧．开始时，下面的弹簧被压缩，比原长短(m1 + m2)g／k2，而m l刚离开上面的弹簧，下面的弹簧仍被压缩，比原长短m2g／k2，因而m2移动△x＝(m1 + m2)·g／k2 -m2g／k2＝m l g／k2．参考答案:C此题若求m l移动的距离又当如何求解?二、与分离问题相关的弹簧两个相互接触的物体被弹簧弹出，这两个物体在什么位置恰好分开？这属于临界问题。

中考物理总复习《弹力》专项测试题(附带答案)

中考物理总复习《弹力》专项测试题(附带答案) 学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一、单选题1．把弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端用20N的力拉它，弹簧测力计的示数是20N，若在该弹簧测力计的两端同时用力F1和F2拉它，两个力作用在同一直线上，弹簧测力计的示数仍然是20N，如图所示，以下说法正确的是（）A．F1=20N F2=20N B．F1=20N F2=50NC．F1=25N F2=50N D．F1=20N F2=40N2．下列现象中发生的不是弹性形变的是（）A．压弯的锯条B．拉长的橡皮筋C．被挤压后的橡皮泥D．拉弯的竹子3．下列测量器材中，不能直接测量物体质量的是（）A．台秤B．杆秤C．弹簧测力计D．天平4．如图所示，一根弹簧一端挂在墙上，用490N的力拉另一端，弹簧伸长了20cm。

如果改为两个人分别拉弹簧的两端，把它也拉长了20cm，则每个人分别用力为（）A．490N、490N B．0N、490N C．490N、0N D．245N、245N 5．下列物体不能产生弹力的是（）A．压弯的锯条B．折断的筷子C．被挤压的皮球D．拉长的橡皮筋6．如图所示，一个铁块放在一块薄木板上，下列关关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是（）①铁块受到向上的弹力是因为铁块发生了弹性形变；①木板受到向下的弹力是因为木板发生了弹性形变；①铁块受到向上的弹力是因为木板发生了弹性形变；①木板受到向下的弹力是因为铁块发生了弹性形变。

A．①①B．①①C．①①D．①①7．下列有关力的说法中，正确的是（）A．有力的作用就一定有施力物体，但可以没有受力物体B．两个物体只要相互接触，就一定有力的作用C．弹簧被拉伸时产生的力是弹力，钢丝绳悬挂重物的力不是弹力D．力不能脱离物体而单独存在8．2022北京冬季奥运会开幕式《立春》中的小草并不小，是一根根近10米的长杆。

弹簧类综合问题训练

二轮专题复习：弹簧类综合问题训练一、考点分析轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力、胡克定律、物体的平衡、牛顿定律的应用及能的转化与守恒。

从近几年高考题，可以看出弹簧类综合问题是高考的热点和重点。

二、与弹簧有关的综合问题基本知识概述1、弹簧的瞬时问题弹簧的两端都有其他物体或力的约束时，使其发生形变时，弹力不能由某一值突变为零或由零突变为某一值。

及轻弹簧的弹力不能突变，其弹力与瞬间前相同。

2、弹簧与平衡问题这类题涉及到的知识是胡克定律，一般用F=kx同时结合物体的平衡条件知识求解。

3、弹簧与非平衡问题这类题主要指弹簧在相对位置发生变化时，所引起的力、加速度、速度、功能和合外力等其它物理量发生变化的情况。

需综合分析物体的位置变化与弹簧的长度、形变量有怎样的关系。

4、弹簧与能量的综合问题在弹力做功的过程中弹力是个变力，并与能量的转化与守恒相联系，分析解决这类问题时，要细致分析弹簧的动态过程，利用动能定理和功能关系等知识解题。

三、处理弹簧问题的一般思路与方法1、弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力。

当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原来的长位置，现在的长位置，找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化.2、因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变.3、在求弹簧的弹力做功时，往往结合动能定理和功能关系以及能量转化和守恒定律求解。

典型示例迁移1、弹簧弹力瞬时问题例1、如图所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静置于地面，A、B、C的质量之比是1∶2∶3．设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，木块A和B的加速度分别是a A=____ ，a B=____解析;由题意可设A、B、C的质量分别为m、2m、3m以木块A为研究对象，抽出木块C前，木块A受到重力和弹力一对平衡力，抽出木块C的瞬时，木块A受到重力和弹力的大小和方向均没变，故木块A的瞬时加速度为0以木块AB为研究对象，由平衡条件可知，木块C对木块B的作用力F cB=3mg以木块B 为研究对象，木块B 受到重力、弹力和F cB 三力平衡，抽出木块C 的瞬时，木块B 受到重力和弹力的大小和方向均没变，F cB 瞬时变为0，故木块C 的瞬时合外力为竖直向下的3mg 。

初二上册物理弹簧练习题

初二上册物理弹簧练习题弹簧是物理学中一个重要的概念，它在我们日常生活中起着重要的作用。

本文将通过一系列初二上册物理弹簧练习题的解答，来帮助读者更好地理解和应用弹簧的知识。

1. 问题：一个质量为2kg的物体悬挂在一根长为0.5m，劲度系数为200N/m的弹簧上，当物体被拉伸到距离平衡位置0.1m时，求弹簧所受力的大小。

解答：根据胡克定律，弹簧所受力F = -kx，其中k为劲度系数，x 为伸长或压缩的长度。

代入数据得到弹簧所受力F = -200N/m × 0.1m = -20N，由于弹簧的作用方向与伸长方向相反，所以弹簧所受力的大小为20N。

2. 问题：一根劲度系数为400N/m的弹簧被拉伸0.15m，求所需的力的大小。

解答：同样根据胡克定律，所需的力F = kx。

代入数据得到所需的力F = 400N/m × 0.15m = 60N。

3. 问题：一个弹簧的劲度系数为300N/m，当弹簧被压缩0.1m时，求所受的力的大小。

解答：根据胡克定律，所受的力F = -kx，注意这里的负号表示力的方向与压缩方向相反。

代入数据得到所受的力F = -300N/m × 0.1m = -30N，即所受的力的大小为30N。

4. 问题：一个质量为1kg的物体悬挂在一根劲度系数为500N/m的弹簧上，当物体在竖直方向上发生振动时，求其周期。

解答：根据弹簧振子的周期公式T = 2π√(m/k)，其中m为物体的质量，k为弹簧的劲度系数。

代入数据得到周期T = 2π√(1kg/(500N/m)) ≈ 0.28s。

5. 问题：一个悬挂在弹簧上的物体由静止开始自由下落，求其下降过程中离开弹簧的距离。

解答：根据机械能守恒定律，在下降过程中，物体的势能转化为动能。

假设物体离开弹簧时速度为v，那么有mgx = (1/2)mv^2，其中m为物体的质量，g为重力加速度，x为离开弹簧的距离。

解方程得到x= v^2/(2g)。

2025高考物理总复习探究弹簧弹力与形变量的关系实验三：探究两个互成角度的力的合成规律

将弹簧水平放置，避免了弹簧自身重力对实验的影响。
返回
< 考点二点二实验三：探究两个互成角度的力的合成规律
1.实验原理如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义， F为F1和F2的合力，作出力F及F1、 F2的图示，分析F、F1和F2的关系。
考点一实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系
例1 (2024·江苏常州市联盟校调研改编)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系。 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：_刻__度__尺__。
根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和挂上钩码后的长度。
考点一实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系
(4)为完成该实验，设计实验步骤如下： A.以弹簧形变量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组 (x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来 B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0 C.将铁架台固定在桌子上，并将弹簧的一端系在横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺 D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码
考点二实验三：探究两个互成角度的力的合成规律
(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜。 (4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。 (5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。

高考物理复习：弹簧类问题

弹簧类问题一、选择题1．如图，足够长光滑斜面倾角为30°，斜面底端有一挡板，其上有一小球从某一高度处由静止开始沿斜面滑下，小球上固定一个轻质弹簧，使得小球和弹簧在斜面上可以往复运动，运动过程中弹簧始终在弹性限度内，则以下说法正确的是（）A ．小球不一定可以达到出发位置B ．弹簧刚接触挡板时，小球速度最大C ．弹簧的最大弹力一定大于重力D ．小球向下运动过程中，加速运动时间可能等于减速运动时间2．如图甲所示轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m 的小球从弹簧正上方某一高处由静止释放，落到弹簧上瞬间粘连（无能量损失）并压缩弹簧至最低处。

设弹簧一直在弹性限度内，空气阻力忽略不计，以地面为参考平面，小球的动能随高度变化的图像如图乙所示。

已知h 1 ~ h 4段图线为曲线，h 4 ~ h 5段为直线，下列说法正确的是（）A ．小球从最低点反弹上升的距离小于h 5B ．小球的高度为h 2和h 4时，弹簧的弹性势能相同C ．弹簧的劲度系数为3mg hD ．小球的高度为h 2时，动能为mg (h 5 - h 2)3．如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上。

开始时用手托住滑块2，使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为d 。

现将滑块2从A 处由静止释放，经过B 处时速度最大，到达C 处时速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。

已知滑轮与杆的水平距离为3d ，AC 间距离为4d ，不计滑轮质量、大小及摩擦。

下列说法正确的是（）A ．物块1和滑块2的质量相等B ．滑块2的加速度先增大后减小，最后减为0C ．滑块1、2组成的系统机械能先增大后减小D ．除A 、C 两点外，滑块1的速度大小始终大于滑块2的速度大小4．如图所示，重力均为G 的两小球用等长的细绳a 、b 悬挂于O 点，两小球之间用一根轻弹簧连接，均处于静止状态，两细绳a 、b 与轻弹簧c 恰好构成正三角形。

探究弹簧弹力与形变量的关系--2024一轮复习(解析版)

探究弹簧弹力与形变量的关系特训目标特训内容目标1竖直悬挂法探究弹簧弹力与形变量的关系(1T-2T)目标2水平伸展法探究弹簧弹力与形变量的关系(3T-4T)目标3斜面延展法探究弹簧弹力与形变量的关系(5T-6T)目标4合成法探究弹簧弹力与形变量的关系(7T-8T)目标5杨氏模量(9T-10T)目标6串并联弹簧弹力与形变量的关系(11T-12T)目标7角度旋转法探究弹簧弹力与形变量的关系(13T-14T)【特训典例】一、竖直悬挂法探究弹簧弹力与形变量的关系1一兴趣小组想测量某根弹性绳的劲度系数(弹性绳的弹力与形变量遵守胡克定律)．他们设计了如图甲所示实验：弹性绳上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，弹性绳下端通过细绳连接钩码，依次增加钩码的个数，分别记录下所挂钩码的总质量m和对应弹性绳下端P的刻度值x，如下表所示：钩码质量m/g20406080100120P点刻度值x/cm 5.53 5.92 6.30 6.677.027.40(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出m-x图象；(2)请根据图象数据确定：弹性绳原长约为cm，弹性绳的劲度系数约为N/m(重力加速度g取10m/s2，结果均保留三位有效数字)．(3)若实验中刻度尺的零刻度略高于橡皮筋上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将(选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将(选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)。

【答案】 5.10~5.2552.2~55.8不受影响偏小【详解】(1)[1]作出m-x图象如图；(2)[2][3]根据图象数据确定：弹性绳原长约为5.20cm ，弹性绳的劲度系数约为k =F Δx=120×10-3×10(7.40-5.20)×10-2N /m =54.5N /m(3)[4][5]若实验中刻度尺的零刻度略高于橡皮筋上端结点O ，则由实验数据得到的劲度系数将不受影响；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则测得的弹簧伸长量偏大，则由实验数据得到的劲度系数将偏小。