高一物理必修一人教版弹簧_细绳专题例题精选
高中物理弹簧类问题专题
弹簧类问题专题1、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2、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 ，则( )A ．若M = m ，则d = d0B ．若M ＞m ，则d ＞d0C ．若M ＜m ，则d ＜d0D ．d = d0，与M 、m 无关3、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m F 2，作用力为2F mg +C 、加速度为F/m ，作用力为mg+FD 、加速度为m F 2，作用力为2mgF +4、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，弹簧伸长了L1，向下拉箱使弹簧再伸长了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.g m L L 212)1(+B..g m m L L ))(1(2112++C.g m L L 212D.g m m L L )(2112+5、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m 2k 1m 1k 2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μ。
人教版高一物理必修一试验题专项练习题含答案
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1.某探究小组在物理实验室做“探究求合力的方法”的实验。
实验室现有的器材有：方木板一块，白纸一张，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套）一条，图钉（若干个）。
⑴除了现有的，实验还需要的测量工具是；⑵实验时，主要的步骤是：①如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套;②如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F/口吃及；③如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点。
记下此时细绳的方向及弹簧测力计的示数F为 N；④如图丁所示，已按一定比例作出了。
F3DF力的图示。
探究小组的紫珠和黑柱同学都猜想三个力的大小和方向符合“平行四边形”的规律。
如何检验猜想呢？紫珠同学提出用虚线把拉力F的箭头端分别与*、吃的箭头端连接，看看所围成的形状是不是像一个平行四边形; 黑柱同学则认为应该以FJg为邻边做平行四边形，看看所得平行四边形的对角线是不是几乎与F重合。
关于这两种检验方案，你认为合理的是：。
A.只有紫珠同学的方案合理B.只有黑柱同学的方案合理C.两个方案都合理2.为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，经过实验得到下表速度和时间的关系，请作出表示小车速度和时间关系的图象。
3.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验.图1为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶(总质量为m)，D为一端带有定滑轮的长木板.①若保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的1数据如表所示.根据表数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图2所示的方格M坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线.从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是.②某同学在探究a 与F 的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F,作出a-F 图 线如图3所示，试分析图线不过原点的原因是.③在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫做 法.4 .(1)打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz 时，振针每隔 秒打一个点，如图所示为一次记录小车匀变速直线运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的记数点，相邻记数点间有四个点未画出。
人教版高中物理必修一《弹力》例题练习及答案
一、对形变和弹力的理解例1 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )A．有力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后形变完全消失B．有力作用在物体上物体不一定发生形变C．力作用在硬物体上，物体不发生形变；力作用在软物体上，物体才发生形变D．一切物体受到外力作用都要发生形变，外力撤去后形变不一定完全消失解析只要有力作用在物体上，物体就一定会发生形变，故 B 项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误，D项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有力作用都会发生形变， C 项错误．答案D(1) 对于弹性形变，当力撤去后可以恢复原状．(2) 若两个物体在直接接触的同时，也存在弹性形变，则两个物体间有弹力的作用．(3) 弹力大小与形变量有关，对于接触面情况一定的前提下，形变越大，弹力也越大.二、弹力有无的判断例2 如图3－2－9所示，细绳下悬挂一小球D，小球与光滑的静止斜面接触，且细绳处于竖直状态，则下列说法中正确的是( )A．斜面对 D 的支持力垂直于斜面向上B．D对斜面的压力竖直向下C．D与斜面间无相互作用力D．因D的质量未知，所以无法判定斜面对 D 支持力的大小和方向解析对 D 进行受力分析可知，D一定受到竖直向上的绳的拉力和竖直向下的重力，其中有无弹力可用假设法．假设去掉斜面， D 仍保持原来的静止状态，可判断出 D 与斜面间无相互作用力．答案C判断弹力是否存在一般有以下两种方法：①假设法；②根据物体的运动状态判断三、弹力方向的分析例 3 作出图3－2－10中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图．图3－2－10解析分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触，面—面接触类问题容易确定，这里出现的面即为接触面；对于点—弧面接触，过接触点的弧面的切面即为接触面．各物体所受弹力如下图所示．答案见解析图四、弹力大小的计算图3－2－11例 4 如图3－2－11 所示，A、 B 两物体的重力分别是G A＝3 N，G B＝ 4N．A 用细线悬挂在顶板上， B 放在水平面上，A、 B 间轻弹簧中的弹力F＝ 2 N，则细线中的张力F T及 B 对地面的压力F N的可能值分别是( )A．5 N和 6 N B．5 N和 2 NC．1 N和6 N D．1 N和2 N解析弹簧如果处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则B 正确；如果处于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶A，向下压B，则 C 正确，故选B、 C.答案BC判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩，或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律，有时也根据平衡条件来计算.1. 下列说法正确的有( ) A．木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B．拿一细杆拨动水中的木头，木头受到细杆的弹力，这是由于木头发生形变而产生的C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的答案CD解析由弹力的概念可知，发生形变的桌子，由于要恢复原状，对跟它接触的木块产生了力的作用，即木块受到弹力是由于桌子发生形变而产生的，不是木块自己发生形变引起的，同理，木块受到细杆作用力是由于细杆发生形变而产生的，所以选项A、B 是错误的；用绳悬挂物体时，对物体的拉力是因为绳子发生形变，由于要恢复原状，对物体产生力的作用，故绳对物体的拉力是指向绳子收缩的方向，所以C、D 是正确的，应选C、D.2．关于弹力的方向，以下说法正确的是( )A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向D．杆对物体的弹力方向总是沿着杆，并指向杆收缩的方向答案ABC解析需要注意的是杆对物体产生的弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向，这点与绳是不同的．3．如图3－2－12 所示，弹簧的劲度系数为k，小球重为G，平衡时球在A 位置，今用力F 将小球向下拉长x 至B位置，则此时弹簧的弹力为（）图3－2－12A．kx B．kx ＋GC．G－kx D．以上都不对答案B解析此题很容易误解而选A项，但选项A是错误的．其原因是x 不是弹簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值（即不是弹簧的总形变量），球在 A 位置时弹簧已经伸长了（令它为Δ x），这样球在B位置时，F弹＝k（Δx ＋x）＝kx ＋kΔx. 因为球在A位置平衡，有G＝kΔx，所以F弹＝kx＋G.故选项B 是正确的．4．一条轻绳承受的拉力达到 1 000 N 时就会被拉断，若用此绳进行拔河比赛，两边的拉力大小都是600 N 时，则绳子（）A．一定会断B．一定不会断C．可能断，也可能不断D．要是绳子两边的拉力相等，不管拉力多大，合力总为零，绳子永远不会断答案B解析因为绳子内的弹力处处相等，假设将绳子分为两部分，其中一部分对另一部分的拉力大小为600 N，小于绳子能承受的最大拉力 1 000 N，所以绳子图 3－ 2－ 135．如图 3－2－13所示，绳下吊一铁球，则球对绳有弹力， 绳对球也有弹力， 关于两个弹力的产生，下述说法正确的是 ( )A ．球对绳的弹力，是球发生形变产生的弹 力作用于绳的B ．球对绳的弹力，是绳发生形变产生的弹力作用于绳的C ．绳对球的弹力，是绳发生形变产生的弹力作用于球的D ．绳对球的弹力，是球发生形变产生的弹力作用于球的答案 AC解析 绳和球发生了弹性形变， 由于要恢复原状， 从而对跟它接触的物体产 生弹力作用，故 A 、C 正确．6．如图 3－2－14 所示，各接触面光滑且物体 A 静止，画出物体 A 所受弹力的示意图．图 3－ 2－ 14答案 如图所示．试由图线确定：定不会断裂．7．如图 3－2－15 所示，为一轻质弹簧的长度 l 和弹力 F 大小的关系图象，图 3－ 2－15(1) 弹簧的原长；(2) 弹簧的劲度系数；(3) 弹簧长为0.20 m时弹力的大小．答案(1)10 cm (2)200 N/m(3)20 N解析读懂图象是求解本题的关键：(1) 当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长状态，由图可知原长l 0＝10 cm.(2) 当弹簧长度为15 cm时，弹力大小为10 N，对应弹簧的伸长量为Δl ＝－2(15 －10) cm＝5×10－2 m由胡克定律F＝kx 得：F 10k＝ΔF l＝5×1100－2 N/m＝200 N/m.(3) 当弹簧长为0.20 m时，弹簧伸长量为：Δl ′＝(0.20 －0.10) m＝0.10 m由胡克定律F＝kx 得：F′＝kΔl ′＝200×0.10 N＝20 N.8．下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据：(1) 请你在图3216 F x图3－2－16(2) 写出曲线所代表的函数(x 用m作单位) ．(3) 解释函数表达式中常数的物理意义．答案见解析解析根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少，是作好图象的关键，作图象的方法：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起若是来，直线，应使各点均匀分布于直线两侧，偏离直线太大的点，应舍弃掉．(1) 将x 轴每一小格取为 1 cm，F 轴每一小格取为0.25 N，将各点点到坐标纸上，并连成直线，如下图所示．(2) 由图象得：F＝20x.(3) 函数表达式中的常数：表示使弹簧伸长( 或压缩)1 m所需的拉力为20 N.。
2019年秋人教版高一物理必修第一册：《绳杆及弹簧问题》综合练习卷
2019年秋人教版高一物理必修第一册《绳杆及弹簧问题》综合练习卷【类型一】绳的弹力1.如图所示，a 、b 两个质量相同的球用线连接，a 球用线挂在天花板上，b 球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的2.如图所示，用三根轻细绳AO 、BO 、CO 悬吊着质量为m 的物体处于静止状态，AO 与竖直方向的夹角为 30，BO 沿水平方向，设AO 、BO 、CO 的张力大小分别为1F 、2F 、3F ，则这三个力的大小关系为A ．1F ＞2F ＞3FB ．1F ＞3F ＞2FC ．3F ＞1F ＞2FD ．1F ＞2F ＝3F3.如图甲所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a 、b ，悬挂于O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在b 球上的力大小为 F 、作用在 a 球上的力大小为 2F ，则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图（ ）4.如右图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O 点，右端跨过位于点的固定光滑轴悬挂一质量为M 的物体，段水平且长为度L ，绳子上套一可沿绳滑动的轻环。
现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L 。
则钩码的质量为( )A. B. C. D.5.如图所示，用长度相等的轻绳依次连接5000个质量均为m 的小球，轻绳的左端固定在天花板上，右端施加一水A BCD平力使全部小球静止．若连接天花板的轻绳与水平方向的夹角为45°．则第2014个小球与第2015个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于（ ）A ．50002986B ．50002014C ．50002015D ．298620146.两物体M 、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图放置，OA 、OB 与水平面的夹角分别为30°、60°，物体M 的重力大小为20N ，M 、m 均处于静止状态。
则A.绳OA 对M 的拉力大小为103NB.绳OB 对M 的拉力大小为10NC.m 受到水平面的静摩擦力大小为103ND.m 受到水平面的静摩擦力的方向水平向左 【类型二】杆的弹力1.如图所示，一个弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N 的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（ ）A. 大小为2N ，方向平行于斜面向上B. 大小为1N ，方向平行于斜面向上C. 大小为2N ，方向垂直于斜面向上D. 大小为2N ，方向竖直向上2.在如图所示的四幅图中，AB 、BC 均为轻质杆，各图中杆的A 、C 端都通过铰链与墙连接，两杆都在B 处由铰链相连接。
高一物理力学中的弹簧问题
(2m)v
2 2
从弹簧压缩量最大至恢复原长过程中：
E p (2m)gx
AB分离后，对A:
1 2
(2Байду номын сангаас)v
2 3
BA
l
AB开始压缩弹簧至弹簧恢复原长过程中：
由以上各式，得:
8
轻质弹簧的特点： 1.弹力为变力，其大小遵循胡克定律 2.弹力不可突变(弹簧两端连接物体时) 3.弹簧的伸长量与压缩量相等时，弹簧具有的弹性势能相等
O A B
∴I＝mu＋mv
2
2.用劲度系数为k的轻弹簧把质量均为m的木板A、B连接组成 如图所示的装置，静置于水平地面上，A板在上，B板在下。 现用一个竖直向下的力F将木板A缓慢压到P点，撤去F后，A 向上运动，在以后的运动过程中能使B板恰好离开地面.
(1) 分析木板Ａ被下压过程中Ｆ如何变化？
(2)撤去F瞬间，木板A的加速度多大?
(3)将木板A压到P点F所做的功
5
(3)将木板A压到P点F所做的功
C
Ｏ
xo xo
2xo
F
2xo
P
6
3.如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B 静止在水平导轨上的O点，此时弹簧处于原长．另一质量与 B相同的物块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行，当A滑 过距离l 时，与B相碰．碰撞时间极短，碰后A、B立即一起 运动，但互不粘连．已知最后A恰好返回出发点P并停止， 设滑块A和B均可视为质点，与导轨的动摩擦因数均为μ．重
处理弹簧类问题的方法： （1）通过画图理清弹簧关联物的运动情况及
弹簧的伸缩情况，明确临界状态的受力特点。 （2）充分把握弹簧运动的对称性，
合理选择力学规律解题。
高一物理(人教版)必修1综合题型专题练习卷：实验：探究弹力和弹簧伸长的关系物理试题
一、实验题高一物理（人教版）必修1综合题型专题练习卷：实验：探究弹力和弹簧伸长的关系物理试题1. (1)某同学在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数=________cm ．在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、．要得到弹簧伸长量x ，还需要测量的是________．作出F–x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．(2)该同学更换弹簧，进行重复实验，得到如图丙所示的弹簧弹力F 与伸长量x 的关系图线，由此可求出该弹簧的劲度系数为____N/m ．图线不过原点的原因是______________．2. 某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数。
主要实验步骤如下：将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上。
当弹簧自然下垂时，指针的指示值记作；弹簧下端挂一个砝码时，指针的指示值记作；弹簧下端挂两个砝码时，指针的指示值记作……；挂七个砝码时，指针的位置如图所示，指针的指示值记作。
已知每个砝码的质量均为50g；测量记录表：(1)实验中，的值还未读出，请你根据上图将这个测量值填入记录表中_________。
(2)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了四个差值：，，，。
根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量。
用、、、表示的式 子为________________ _。
(3)计算弹簧的劲度系数__________。
(取9.8)3. 为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据作出的x–F图象如图所示．（1）甲、乙弹簧的劲度系数分别为______N/m和______N/m（结果保留三位有效数字）；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧___ ____（填“甲”或“乙”）．（2）根据图线和数据进行分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议___________ ．4. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L0，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L，总共获得了6组实验数据．（1）该同学把6组数据对应的点标在图像中，请你根据这些数据点作出F－L图线；5. 在某一次做“探究形变与弹力的关系”的实验中（1）以下是一位同学准备完成的实验步骤，请你帮这位同学按正确操作的先后顺序，用字母排列出来：_____．A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x ，F ）对应的点，并用平滑的曲线连接起来．分析该图象特点，判断物理量之间的关系B ．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L 0C ．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺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E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式（2）在另一组同学的实验中，其所用的钩码每个质量都是1 kg ．而后他们根据测得的数据作出所挂钩码质量m 和弹簧总长的关系图象，如图所示由此可求得（g =10 N/kg ）①弹簧的原长是_____cm ；②弹簧的劲度系数是_____N/m ．6. 在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G 与弹簧总长L 的关系图象，根据图象回答以下问题.（1）弹簧的原长为_________cm.缺点是________________________．优点是________________________；（3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：（2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L 0＝________cm ，劲度系数k ＝________N/m(计算结果保留两位有效数字)；（2）弹簧的劲度系数为_______.（3）分析图象，总结出弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_________.（L用m为单位）7. 橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值．下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录．（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是________．A．NB．mC．N/mD．Pa（2）请根据表格中的数据做出F–x图象_____________．由图象求得该橡皮筋的劲度系数为_______N/m（保留两位有效数字）．8. （1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，说法正确的是_______．A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧竖直且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，会得出拉力与伸长量之比也相等（2）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度，把作为弹簧的伸长量，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的____________．A.B.C.D.（3）另一名同学在做“探究弹簧的形变与弹力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力，测出弹簧的总长度，改变外力的大小，测出几组数据，作出外力与弹簧总长度的关系图线如图所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为______；该弹簧的劲度系数为________．9. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在______方向（填“水平”或“竖直”）；（2）弹簧自然悬挂，待弹簧停止振动时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：（3）下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_________的差值（填“L0或L x或L1”）．（4）由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m；（结果保留两位有效数字，重力加速度取10 m/s2）．10. 某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm．（1）将表中数据补充完整：①________；②________．P1P2P3P4P5P6x0（cm） 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01x（cm） 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41n 102030405060k（N/m）163①56.0 43.6 33.8 28.8（m/N）0.0061 ②0.0179 0.0229 0.0296 0.0347（2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k－n图像．（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______．由表可知所用刻度尺的最小分度为______．（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____________的差值（填“或”）．（4）由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为_________g （结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2）．12. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中．（1）某同学先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，然后用钩码挂在弹簧下端，测出弹簧的长度为L ，把L –L 0作为弹簧的伸长量x 1，改变钩码个数重复操作．由于弹簧自身重力的影响，最后作出的F–x 图象，可能是下图中的___________． A. B. C.1至L 6，数据如下表表：L（2）弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为L 0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x ；在砝码盘中每次增加10 g 砝码，弹簧长度依次记为（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（填“水平”或“竖直”）．11.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．D.（2）另一同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示．下列表述正确的是___________．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比（3）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．作出m–l的关系图线_________．弹簧的劲度系数为________N/m（结果保留3位有效数字）．13. 在探究“弾力与弹簧伸长的关系”通过在悬挂弹簧下面加钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下数据：（1）由数据在坐标系中作出F–x 图象_____________ ；（2）由图线可知，弹力F 与弹簧伸长x 的关系是_____________________________．（3）由图线可求得弹簧的劲度系数k= _____N/m．(2)如图乙的方式挂上钩码（已知每个钩码重G =1N ），使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙，则指针所指刻度尺示数为________c m 。
高中物理弹簧专题典型例题
高中物理弹簧专题典型例题例如图3－5，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。
现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．动量不守恒，机械能守恒【错解】以子弹、木块和弹簧为研究对象。
因为系统处在光滑水平桌面上，所以系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒。
又因系统只有弹力做功，系统机械能守恒。
故A 正确。
【错解原因】错解原因有两个一是思维定势，一见光滑面就认为不受外力。
二是规律适用条件不清。
【分析解答】以子弹、弹簧、木块为研究对象，分析受力。
在水平方向，弹簧被压缩是因为受到外力，所以系统水平方向动量不守恒。
由于子弹射入木块过程，发生巨烈的摩擦，有摩擦力做功，系统机械能减少，也不守恒，故B 正确。
例质量为m 的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。
平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图3-15 所示。
物块从钢板正对距离为3X0的A 处自由落下，打在钢板上并立刻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。
已知物体质量也为m时，它们恰能回到O点，若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度，求物块向上运动到最高点与O点的距离。
错解】物块m从A 处自由落下，则机械能守恒设钢板初位置重力势能为0，则之后物块与钢板一起以v0 向下运动，然后返回O点，此时速度为0，运动过程中因为只有重力和弹簧弹力做功，故机械能守恒。
2m的物块仍从A 处落下到钢板初位置应有相同的速度v0，与钢板一起向下运动又返回机械能也守恒。
返回到O点速度不为零，设为V 则：因为m物块与2m物块在与钢板接触时，弹性势能之比2m物块与钢板一起过O点时，弹簧弹力为0，两者有相同的加速度g。
之后，钢板由于被弹簧牵制，则加速度大于g，两者分离，2m物块从此位置以v 为初速竖直上抛上升距离【错解原因】这是一道综合性很强的题。
高一物理经典小例题
1.如图所示，将两个相同的木块A、B置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时A、B均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，A所受摩擦力fA≠0，B所受摩擦力fB=0．现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）A. fA大小不变B. fA方向改变C. fB仍然为零D. fB方向向左2.如图所示，两根轻弹簧AC和BD，它们的劲度系数分别为k1和k2，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；若将物体的质量增为原来的3倍，仍在弹簧的弹性限度内，当物体再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了多少？4.3如图所示，轻绳PA和PB的结点上悬挂着重力大小G1为8N的物体，绳PA与竖直方向的夹角为37°，绳PB水平且重力大小G2为192N的金属块相连，金属块恰好静止在倾角为37°的斜面上，取g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：作业帮（1）绳PA上的拉力的大小；（2）金属块和斜面间的动摩擦因数μ．4.41.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2＞v1．则（）A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．t2-t3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右D．0-t2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变2.一个重G1=400N的小孩，坐在一块重G2=100N的木块上，用一根绕过光滑定滑轮的轻绳拉住木块，使小孩和木块相对静止一起匀速前进（如图）.已知小孩的拉力F=70N，则：（1）木块与地面间的动摩擦因数是多少？（2）小孩和木块之间有无摩擦力？若有，试确定小孩所受摩擦力大小和方向.4.51.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止．则（）A．绳子上的拉力不可能为零B．地面受到的压力可能为零C．地面与物块间可能存在摩擦力D．A、B之间可能存在摩擦力2.如图所示，氢气球重力为10N，空气对它的浮力为16N，由于受到水平向左的风力作用，使系气球的绳子与地面成60°角，试求：（1）绳子对氢气球的拉力大小；（2）氢气球受到水平风力的大小．4.6 榨油在我国已有上千年的历史，较早时期使用的是直接加压式榨油方法．而现在已有较先进的榨油方法，某压榨机的结构示意图如图所示，其中B点为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计．压榨机的尺寸如图所示，l=0.5m，b=0.05m．求物体D所受压力的大小是F的多少倍？4.7 --4.81. 如图所示，粗糙的斜面体M放在粗糙的水平面上，物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f1；若用平行于斜面向下的力F推动物块，使物块加速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f2；若用平行于斜面向上的力F推动物块，使物块减速下滑，斜面体还静止不动，斜面体受地面的摩擦力为f3，则( )A．f2＞f3＞f1 B．f3＞f2＞f1C．f1=f2=f3 D．f2＞f1＞f32.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．保持斜面倾角为30°，对物体施加一水平向右的恒力F，使物体沿斜面匀速向上滑行（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．增大斜面倾角，当倾角超过某一临界角θ0 时，则不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，已知重力加速度为g，试求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；（2）水平恒力F的大小；（3）这一临界角θ0的大小．。
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王者家教：2010-2011学年高中物理弹簧模型问题复习探究一、 物理模型：轻弹簧是不计自身质量，能产生沿轴线的拉伸或压缩形变，故产生向内或向外的弹力。
二、 模型力学特征：轻弹簧既可以发生拉伸形变，又可发生压缩形变，其弹力方向一定沿弹簧方向，弹簧两端弹力的大小相等，方向相反。
三、 弹簧物理问题：1． 弹簧平衡问题：抓住弹簧形变量、运动和力、促平衡、列方程。
2． 弹簧模型应用牛顿第二定律的解题技巧问题：（1） 弹簧长度改变，弹力发生变化问题：要从牛顿第二定律入手先分析加速度，从而分析物体运动规律。
而物体的运动又导致弹力的变化，变化的规律又会影响新的运动，由此画出弹簧的几个特殊状态（原长、平衡位置、最大长度）尤其重要。
（2） 弹簧长度不变，弹力不变问题：当物体除受弹簧本身的弹力外，还受到其它外力时，当弹簧长度不发生变化时，弹簧的弹力是不变的，出就是形变量不变，抓住这一状态分析物体的另外问题。
（3） 弹簧中的临界问题：当弹簧的长度发生改变导致弹力发生变化的过程中，往往会出现临界问题：如“两物体分离”、“离开地面”、“恰好”、“刚好”……这类问题找出隐含条件是求解本类题型的关键。
3． 弹簧双振子问题：它的构造是：一根弹簧两端各连接一个小球（物体），这样的装置称为“弹簧双振子”。
本模型它涉及到力和运动、动量和能量等问题。
本问题对过程分析尤为重要。
四．实例探究： 1．弹簧称水平放置、牵连物体弹簧示数确定【例1】物块1、2放在光滑水平面上用轻弹簧相连，如图1所示。
今对物块1、2分别施以相反的水平力F1、F2，且F1>F2，则：A ． 弹簧秤示数不可能为F1B ． 若撤去F1，则物体1的加速度一定减小C ． 若撤去F2，弹簧称的示数一定增大D ． 若撤去F2，弹簧称的示数一定减小即正确答案为A 、D【点评】对于轻弹簧处于加速状态时要运用整体和隔离分析，再用牛顿第二定律列方程推出表达式进行比较讨论得出答案。
若是平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。
主要看能使弹簧发生形变的力就能分析出弹簧的弹力。
2．绳子与弹簧瞬间力的变化、确定物体加速度【例2】四个质量均为m 的小球，分别用三根绳子和一根轻弹簧相连，处于平衡状态，如图所示。
现突然迅速剪断1A 、1B ，让小球下落。
在剪断轻绳的瞬间，设小球1、2、3、4的加速度分别用a1 a2 a3 a4表示，则：（ ）A ．a1=0，a2=2g ，a3=0，a4=2gB 。
a1=g ，a2=g ，a3=2g ，a4=0C ．a1=0，a2=g ，a3=g ，a4=gD 。
a1=g ，a2=g ，a3=g ，a4=g【解析】首先分析出剪断1A ，1球受到向上的拉力消失，绳2A 的弹力可能发生突变，那么究竟2A 的弹力如何变化呢？我们可用假设法：设2A 绳仍然有张力，则有a1>g ，a2<g ，故1、2两球则要靠近，导致绳2A 松驰，这与假设的前提矛盾。
故剪断1A 的瞬间，2A 绳张力突变为0，所以a1=a2=g ，此时绳2A 处于原长但未绷紧状态，球1、2整体做自由落体运动；剪断1B 的瞬间，由于2B 是弹簧，其弹力不能瞬间突变，故其对3、4的拉力不变，仍为mg ，易知a3=2g ，a4=0，故选择B 答案。
【点评】本题属于弹簧模型突变问题讨论。
要抓住弹簧的弹力不能突变，还要会分析轻绳的弹力如何变化，因绳的力会突变，从而分析本题的答案。
【思考探究题】如图所示，A 、B 两物体的质量分别为m和2m 中间用轻质弹簧相连，A 、B 两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ，在水平推力F 作用下，A 、B 两物体F 一起以加速度a 向右做匀加速直线运动。
当突然撤去推力的瞬间，A 、B 两物体的加速度大小分别为（ ）A ．2a ；aB 。
a+2ug ；a+ugC ．2a+3ug ；aD 。
a ；2a+3ug【解析】C 。
3．弹簧系统放置在斜面上的运动状态分析【例3】如图所示，在倾角为θ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 发生的位移d 。
已知重力加速度为g 。
【点评】本例是弹簧模型在运动和力上的应用，求解时要抓住两个关键：“物块B 刚要离开C ”的条件和弹簧由压缩状态变为伸长状态，其形变量与物块A 的位移d 的关系。
【例4】如图，一倾角为o 的斜面固定在水平地面上，一质量为m 有小球与弹簧测力计相连在一木板的端点处，且将整个装置置于斜面上，设木板与斜面的动摩擦因数为u ，现将木板以一定的初速度Vo 释放，不熟与木板之间的摩擦不计，则 （ ）A ．如果u=o ，则测力计示数也为零m Ma B ．如果u>tano ，则测力计示数大于mgsinoC ．如果u=tano ，则测力计示数等于mgsinoD ．无论u 取何值，测力计示数都不能确定【解析】本例是将弹簧模型迁移到斜面上，而且设置了木板与斜面之间的动摩擦因数不同来判断测力计的示数的变化。
从而选择A 、B 、C 答案。
【点评】本例是动力学在弹簧模型中的应用，求解的关键是分析整体的加速度，然后分析小球的受力来确定测力计示数的大小。
4．弹簧中的临界问题状态分析【例5】如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一质量为m 的重物，先由托盘托住m ，使弹簧比自然长度缩短L ，然后由静止开始以加速度a 匀加速向下运动。
已知a<G ，弹簧劲度系数为k ，求经过多少时间托盘M 将与m 分开？【解析】当托盘与重物分离的瞬间，托盘与重物虽接触但无相互作用力，此时重物只受到重力和弹簧的作用力，在这两个力的作用下，当重物的加速度也为然后由牛顿a 时，重物与托盘恰好分离。
由于a g ，故此时弹簧必为伸长状态，第二定律和运动学公式求解：【点评】本题属于牛顿运动定律中的临界状态问题。
求解本类题型的关键是找出临界条件，同时还要能从宏观上把握其运动过程，分析出分离瞬间弹簧的状态。
我们还可这样探索：若将此题条件改为a>g ，情况又如何呢？ 5．弹簧模型在力学中的综合应用【例6】如图所示，坡度顶端距水平面高度为h ，质量为m 的小物块A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A 制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M 处的墙上，一端与质量为2m 的挡板B 相连，弹簧处于原长时，B 恰位于滑道的末湍O 点。
A 与B 碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM 段A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为 ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g ，求（1） 物块A 在与挡板B 碰撞前的瞬间速度v的大小；（2） 弹簧最大压缩量为d 时的弹簧势能PE （设弹簧处于原长时弹性势能为零）。
【解析】（1）由机械能守恒定律得： ①②（2）A 、B 在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有：③A 、B 克服摩擦力所做的功： ④由能量守恒定律，有： ⑤解得： d【点评】本例是在以上几题的基础上加以引深，从平衡到匀变速运动，又由弹簧模型引入到碰撞模型，逐层又叠加，要会识别物理模型，恰当地选择物理规律求解。
【例7】有一倾角为θ的斜面，其底端固定一档板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质量分别为ma=mb=mc ，mc=3m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同。
其中木块A 放于斜面上并通过一轻弹簧与档板M 相连，如图所示，开始时，木块A 静止于P 处，弹簧处于原长状态，木块B 在Q 点以初速度Vo 向下运动，P 、Q 间的距离为L 。
已知木块B 在下滑的过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点。
若木块A 仍静止放在P 点，木块C 从Q 点处于开始以初速度（根号2/3Vo ）向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面的R 点。
求：（1）A 、B 一起压缩弹簧过程中，弹簧具有的最大弹性势能；（2）A 、B 间的距离L '【解析】（1）木块B 下滑做匀速直线运动，有： ①B 与A 碰撞前后总动量守恒有： ②设AB 两木块向下压缩弹簧的最大的长度为S ，弹簧具有的最大弹性势能为P E ，压缩过程对AB 由能量守恒定律得： ③联立①②③解得： ④（2）木块C 与A 碰撞过程，由动量守恒定律得： ⑤碰后AC 的总动能为： ⑥由③式可知AC 压缩弹簧具有的最大弹性势能和AB 压缩弹簧具有的最大弹性势能相等，两次的压缩量也相等。
设AB 被弹回到P 点时的速度为2v ，从开始压缩到回到P 点有： ⑦两木块在P 点处分开后，木块B 上滑到Q 点的过程：⑧设AC 回到P 点时的速度为2v '，同理有： ⑨ ⑩联立⑦⑧⑨⑩得：【点评】本例在上例的基础上又进了一步，它是从受力分析开始，要从过程和状态分析该题，并选准物理规律：动量守恒、动能定理等，还要会用已知字母表达求解结果。
【反思演练题】1。
质量不计的弹簧下端固定一小球。
现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a （a<g ）分别向上、向下做匀加速直线运动。
若忽略空气阻力，弹簧的伸长分别为x1、x2；若空气阻力不能忽略且大小恒定，弹簧的伸长分别为x ①、 x ②则有：A 。
x1+x ①=x2+x ② B 。
《C ．》D 。
=【答案】D 。
忽略空气阻力，小球向上运动时，由牛顿第二定律有1kx mg a m-=，解得：1()m g a x k +=，同理可得向下运动时2()m g a x k-=；当空气阻力不能忽略时，设空气阻力为f ，根据牛顿第二定律有：1kx mg f a m '--=解得：1()m g a f x k ++'=，同理向下运动时2()m g a f x k--'=由以上四式可得1212x x x x ''+=+=2mg k 故D 答案正确。
2．如图所示，质量分别为1m 和2m 的两物块放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数都是u ，用轻质弹簧将两物块连接在一起。
当用水平力F 作用在m1上时，两物块均以加速度a 做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x 。
若用水平力F '作用在1m 上时，两物块均以加速度A=2a 做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x`，则下列关系式正确的是：（ ）A ．F`=2FB 。
X`=2XC 。
F`>2FD 。
X<2X3．一个竖立着的轻弹簧，支撑着倒立的汽缸的活塞使汽缸悬空静止，如图所示，假设活塞与汽缸壁之间无摩擦且不漏气，若大气压强增大，汽缸与活塞均有良好绝缘性能。