小球砸弹簧、两物连接
中考物理模拟试题专项练习——运动和力3
2021年中考物理模拟试题专项练习——运动和力1．（2021广州模拟）下列交通提示语中和防止惯性带来危害无关的是（）A．珍爱生命，远离酒驾B．系安全带，平安出行C．保持车距，安全驾驶D．车辆起步，站稳扶好2．（2021福建模拟）锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄的方法使锤头紧套在锤柄上，如图所示，这是利用了（）A．锤柄的惯性B．锤柄的重力C．锤头的惯性D．锤头的重力3．（2021深圳模拟）如图所示，弹簧的重力不计，弹簧的上端固定在天花板上，下端悬挂一个小球，小球处于静止状态，下列几组力中属于平衡力的是（）A．天花板对弹簧的拉力和小球对弹簧的拉力B．球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力C．天花板对弹簧的拉力和球受到的重力D．球对弹簧的拉力和球受到的重力4．（2021深圳模拟）如图为小豪在练习中考体育测试中立定跳远项目的的场景，下列说法中正确的是（）A．小豪相对于地面始终是静止的B．小豪相对于天上飞行的客机是运动的C．以小豪为参照物，他佩戴的手环是运动的D．小豪用力蹬地才能起跳，说明力是维持物体运动的原因5．（2021黄冈模拟）2022年北京冬奥会已进入周年倒计时。
如图所示，关于下列运动项目说法正确的是（）A．跳台滑雪运动员在空中滑翔的过程中，受力平衡B．短道速滑运动员在弯道滑行的过程中，运动状态保持不变C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性D．冰球运动员用球杆推着冰球在水平面上匀速滑动的过程中，杆对球不做功6．（2021茂名模拟）如图所示，跳伞运动员在空中张开降落伞后匀速直线下降，下面说法中不正确的是（）A．运动员的运动状态不变B．运动员对绳子的拉力和绳子对他的拉力是一对相互作用力C．在降落过程中，运动员的惯性大小不变D．运动员的机械能守恒7．（2021大庆模拟）对如下几幅图所示的情景描述，正确的是（）A．运动员在踢球时，脚对球的力大于球对脚的力B．跳远运动员助跑可以提高成绩，是利用了身体的惯性C．男孩水平用力推车但没推动，是因为他的推力小于车所受的阻力D．蹦蹦杆跃到最高点时，动能最大，速度最大8．（2021大庆模拟）如图，一个木块A从斜面上匀速下滑，下列说法正确的是（）A．木块只受到重力和斜面的支持力B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能C．下滑过程中，木块受平衡力作用D．下滑过程中，木块的机械能保持不变9．（2021牡丹江模拟）初中体育考试前夕，为了获得满意的成绩，同学们每天都在认真的训练。
2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业9(含解析
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点课时作业9（含解析）1．在利用斜槽轨道研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是（）A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的C．斜槽轨道末端必须是水平的D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下2．如图所示，排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。
速度较小的排球落在A点，速度较大的排球落在B点，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．两排球下落相同高度所用的时间相等B．两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相间C．两排球通过相等的水平距离，落在A点的排球所用的时间较少D．两排球在落地前的一小段相等时间内，落在B点的排球下降的高度较小3．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。
如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。
由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。
则下列正确的是()A．球被击出后做平抛运动B．该球从被击出到落入A 2h gC．球被击出时的初速度大小为2g hD．球被击出后受到的水平风力的大小为mgL h4．下列哪些因素会使“ 研究平抛物体的运动” 实验的误差增大（）A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点较远5．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为哪些操作是正确的（）A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须相同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球的位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降6．如图所示，车厢内的后部有一相对车厢静止的乘客，车厢内的前部有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，小球与车厢一起沿平直轨道以速度v匀速前进。
高中物理中的弹簧连接小球问题
1
在光滑水平面，同一直线上有两个小球:
V0
A
B
两球用轻弹簧相连 会怎样运动？
系统
2
[一、模型解读与规律探究]
模型：质量分别为m1、 m2 的A 、B两球， 置于光滑水平面上。 用轻弹簧相连处于静 止状态，小球A以初速度v0向B运动.
V0
A
B
3
第一阶段：弹簧压缩过程
二、题型探究与方法归纳
题型1 含弹簧系统的动量、能量问题 题型2 含弹簧系统的碰撞问题
总之：弹簧问题并不难，四个分析是关键， 抓住模型临界点，解题过程要规范。
18
ห้องสมุดไป่ตู้
速度多大？ （2）弹簧的压缩量最大时三者的速度多大？ （3）弹簧压缩后的最大弹性势能是多少?
14
解析：（1）对子弹、A，子弹穿入A过程，设共同速度为 v1，
由动量守恒： mv0 (m mA )v1 v1 2 m/s
v （2）对子弹、A与B相互作用，达到共同速度 2 过程
由动量守恒：
(m mA )v1 （mA mB m)v2
16
本节小结 一、模型解读与规律探究
结论：（1）两小球共速时，弹簧最短（或最 长）， 弹性势能最大，系统总动能最小。 结论：（2）弹簧恢复原长时，两球速度分别 达到极值 结论：（3）含弹簧类系统的速度-时间图像 必然是正弦(或余弦)曲线 。 四个重要分析：
状态分析，受力分析，过程分析，条件分析。
17
B．A的速度等于v时
C．B的速度等于零时 D．A和B的速度相等时
求这一过程中弹簧弹性势能的最大值（ B ）
A，
1 mv2 2
B，
1 mv2 4
力学综合弹簧类问题
对B：F(x1+x3)+
1 2
kx
2−
1
1 2
kx 2
3
−mg(x1+x3)
=
0
对C：4mg(x1+x3)sin30∘−F(x1+x3) = 0
又 x1= mg/k
解得mA≤3m
总结反思：
对于多个物体参与运动的力学问题，要注意 分析个物体之间的联系（包括受力关系，也包括 速度、加速度、位移等运动学关系），必要时可 以将几个物体当成一个整体处理，运用牛顿定律、 动能定理建立方程解决问题。
(3)若A不离开地面,则对A物体应满足：kx3≤ mAg
对于B. C及弹簧组成的系统由机械能定律得：
4mg(x1+x3)sin30∘−mg(x1+x3)=
1kx 2−
23
1kx 2
21
又 x1= mg/k
解得mA≤3m
解法二：若A不离开地面,则对A物体应满足：kx3≤ mAg
从开始运动到速度为零到根据动能定理，
迁移: (多选)(2017·江苏高考·9)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为
m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L.B、C置于水平地面上，
用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长.现A由静止释放下降到最低点，两轻
杆间夹角α由60°变为120°.A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹
性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中（ ） A.A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于 3mg
力学综合—弹簧类问题
例题1： (多选) 如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A处自由下落，
落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧.小球运动到C处时，弹簧对小球的 弹力与小球的重力平衡.小球运动到D处时，到达最低点.不计空气阻力，以下描述
高考物理一轮复习 专题三 牛顿运动定律 考点3 连接体问题教案-人教版高三全册物理教案
考点三连接体问题基础点知识点1 连接体1．定义：多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。
连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
如以下图所示：2．处理连接体问题的方法：整体法与隔离法，要么先整体后隔离，要么先隔离后整体。
(1)整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动时(具有相同加速度)，可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑，分析其受力情况，对整体列方程求解的方法。
整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。
(2)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时，需要求连接体内各部分间的相互作用力，从研究方便出发，把某个物体从系统中隔离出来，作为研究对象，分析其受力情况，再列方程求解的方法。
隔离法适合求系统内各物体间的相互作用力或各个物体的加速度。
3．整体法、隔离法的选取原那么(1)整体法的选取原那么假设连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。
(2)隔离法的选取原那么假设连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。
(3)整体法、隔离法的交替运用假设连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。
即“先整体求加速度，后隔离求内力〞。
知识点2 临界与极值1．临界问题物体由某种物理状态转变为另一种物理状态时，所要经历的一种特殊的转折状态，称为临界状态。
这种从一种状态变成另一种状态的分界点就是临界点，此时的条件就是临界条件。
在应用牛顿运动定律解决动力学的问题中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大〞“最小〞“刚好〞“恰好出现〞或“恰好不出现〞等词语时，常常会涉及临界问题。
(完整版)高三物理《弹簧连接体问题专题训练题》精选习题
高三物理《弹簧连结体问题专题训练题》教材中并未专题叙述弹簧。
主要原由是弹簧的弹力是一个变力。
不可以应用动力学和运动学的知识来详尽研究。
可是，在高考取仍旧有少许的弹簧问题出现（可能会考到，但不必定会考到）。
即便试题中出现弹簧，其目的不是为了考察弹簧，弹簧不是问题的难点所在。
而是这道题需要弹簧来形成必定的情形，在这里弹簧起协助作用。
因此我们只要认识一些对于弹簧的基本知识即可。
详细地说，要认识以下对于弹簧的基本知识：1、认识弹簧弹力的特色。
2、认识弹簧的三个特别地点：原长地点、均衡地点、极端地点。
特别要理解“均衡地点”的含义3、物体的均衡中的弹簧4、牛顿第二定律中的弹簧5、用功和能量的看法剖析弹簧连结体6、弹簧与动量守恒定律经典习题：1、如下图，四个完整同样的弹簧都处于水平川点，它们的右端遇到大小皆为 F 的拉力作用，而左端的状况各不同样：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，物块在圆滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。
若以为弹簧的质量都为零，以l 1、l 2、l 3、l 4挨次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A．l2＞l1B．l4＞l3C．l1＞l3D．l2＝l 42、（双选）用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如右图所示，以下说法正确的选项是（）A．F1的施力者是弹簧B． F2的反作使劲是F3C． F3的施力者是小球D．F4的反作使劲是F13、如图，两个小球A、B，中间用弹簧连结，并用细绳悬于天花板下，下边四对力中，属于均衡力的是（）A、绳对 A 的拉力和弹簧对 A 的拉力B、弹簧对 A 的拉力和弹簧对 B 的拉力C、弹簧对 B 的拉力和 B 对弹簧的拉力D、B 的重力和弹簧对 B 的拉力4 、如下图，质量为m1的木块一端被一轻质弹簧系着，木块放在质量为m2的木板上，地面圆滑，木块与木板之间的动摩擦要素为，弹簧的劲度系数为 k ，此刻使劲F将木板拉出来，木块一直保持静止，则弹簧的伸长量为( )A．m1gB ．m2 g F Fm1 g kC ．D ．kk k5 、如下图，劲度系数为k 的轻质弹簧两头连结着质量分别为m1和 m2的两木块，开始时整个系统处于静止状态。
2023年春学期教科版八年级物理下册第十二章《机械能》单元试题卷附答案解析
2023年春学期八年级物理下册第十二章《机械能》单元试题卷满分100分一、选择题（每小题4分，共32分）1.“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥。
”白鹭由于在高处具有的能量和水由于流动具有的能量分别是（）A.重力势能动能B.动能重力势能C.重力势能弹性势能D.动能弹性势能2.踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的（）A.动能增大，重力势能增大B.动能减小，重力势能减小C.动能减小，重力势能增大D.动能增大，重力势能减小3.下列现象中，重力势能转化为动能的是（）A.汽车匀速上坡B.足球在水平面上滚动C.足球在空中下落D.弹簧门拉开松手后自动关闭4.在北京冬奥会U型池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中（不计空气阻力）（）A.动能转化为重力势能B.重力势能转化为动能C.动能与重力势能之和变大D.动能与重力势能之和变小5.关于机械能，下列说法正确的是（）A.高山上的石头，稳稳地静止在那里，它具有动能B.运动速度大的物体，具有的机械能不一定大C.一根弹簧被拉长时具有的弹性势能大，被压缩时具有的弹性势能小D.没有做功的物体一定不具有能6.体育课上小明同学进行垫排球训练时，他将球斜向上垫出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则排球在（）A.a、c两点的重力势能相等B.a点的动能比c点的动能大C.b点的机械能最大D.a点的机械能比d点的机械能大7.如图甲所示，轻质弹簧竖直固定在水平面上。
t=0时，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复。
通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示。
则（）A.t1时刻小球的动能最大B.t1时刻小球的重力势能最大C.t2时刻小球的机械能等于t1时刻小球的机械能D.t1时刻和t3时刻小球的运动方向相反8.（多选）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（）A.动能增大B.重力势能减小C.机械能增大D.动能转化为重力势能二、填空题（共6小题，每空2分，共28分）9.（2022四川岳池月考）质量较大的喜鹊和质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么飞得快；如果它们的重力势能相等，则飞得高。
机械能守恒弹簧问题
解析（1）C物体下降过程中，当C物体的加速度为0时，下落速 度最大， 对C： F=2.5mg 对A、B和弹簧整体：N=(2m+3m)g-F 则地面对B物体的支持力：N=2.5mg
（2）未加C时，A处于静止状态，设弹簧压缩量为x1 则有： 2mg=kx1 得 x1 = C下落速度最大时，设此时弹簧伸长量为x2 对A：：kx2=F-2mg 得 x2 = 所以C物体下降的高度和A物体上升的高度都为 h=x1+x2= 由系统机械能守恒定律得：
C
二、举例应用
2、如图所示，轻弹簧下端挂一质量为m的物体，另一端 悬挂于o点，现将物体拉到与悬点等高的位置并保持弹簧 处于原长状态，放手后物体向下运动.在运动到悬点o正下 方的过程中，（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ） a．物体和地球组成的系统机械能守恒 b．物体和地球组成的系统机械能在增加
c．物体、地球和弹簧三者组成的系统机械能守恒
4、弹力做功与弹性势能的关系：
做功的特点：与路径无关，只取决于初末状态弹簧形变量的 大小。这一点对于计算弹力的功和弹性势能的改变是非常重 要的，必须引起重视。
二、举例应用
1、如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上, 上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端 被压缩到b位置.现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置 沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d.以 下关于重球运动过程的正确说法应是( ). (A)重球下落压缩弹簧由a至d的过程中, 重球作减速运动 (B)重球下落至b处获得最大速度 (C)由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功 等于小球由c下落至d处时重力势能减少量 (D)重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落 到b处减少的重力势能 答案B
弹簧连接体的六种情景
弹簧连接体的六种情景作者：王春旺来源：《中学生数理化·高一使用》2020年第01期弹簧和连接体都是高中物理中的重要模型，求解连接体问题一般需要采用隔离法和整体法分析受力情况，求弹簧的弹力需要运用胡克定律进行定量计算。
根据对近几年高考试题和各地模拟试题的研究发现，弹簧连接体问题主要可以分为以下六种情景。
一、水平面上弹簧连接体平衡情景情景解读：可能是粗糙水平面上通过轻弹簧相连接的两个物体，轻弹簧可能伸长或压缩;也可能是粗糙水平面上通过轻弹簧直线连接的三个及三个以上的物体，轻弹簧可能伸长或压缩;也可能是粗糙水平面上通过轻弹簧相连接成菱形的四个物体，轻弹簧可能伸长或压缩;还可能是粗糙水平面上通过轻弹簧相连接的两个物体，其中一个物体上作用一个水平力等。
例1 如图1所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD—120。
，整个系统保持静止状态。
已知物块A受到的摩擦力大小为厂，则物块D受到的摩擦力大小为（）。
A√3/2f B.√3fC.fD.2f解析已知物块A受到的摩擦力大小为f，设每根弹簧的弹力为F，则对物块A由平衡条件得2Fcos 60°=f，解得F=f;设物块D受到的摩擦力大小为f'，则对物块D由平衡条件得2Fcos 30°=f'，解得f’=√3F=√3f。
答案：B点评水平面上弹簧连接体平衡问题一般与静摩擦力相联系，解答时需要注意静摩擦力的大小与压力无关，与相对运动趋势的方向相反。
二、竖直面上弹簧连接体平衡情景情景解读：可能是竖直面上一端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;也可能是竖直面上两端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;也可能是竖直面上一端用轻绳悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体，另一端作用一个水平力;也可能是竖直面上用轻杆悬挂的通过轻弹簧连接的几个物体;还可能是通过轻弹簧连接的两个物体，其中一个物体在水平面，另一个物体在力的作用下悬空等。
动量守恒之弹簧物块连接模型 高三物理一轮复习专题
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？
(2)系统中弹性势能的最大值是多少？
答案(1)3 m/s(2)12 J
解析(1)弹簧压缩至最短时，弹性势能最大，
由动量守恒定律得：(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vA
解得vA＝3 m/s
(2)B、C碰撞过程系统动量守恒
mBv＝(mB＋mC)vC
5（2021湖南卷8，5分）.如图（a），质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力 作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为 。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的 图像如图（b）所示， 表示0到 时间内 的 图线与坐标轴所围面积大小， 、 分别表示 到 时间内A、B的 图线与坐标轴所围面积大小。A在 时刻的速度为 。下列说法正确的是（ ）
故vC＝2 m/s
碰后弹簧压缩到最短时弹性势能最大，
故Ep＝ mAv2＋ (mB＋mC)v － (mA＋mB＋mC)v ＝12 J
三.举一反三，巩固练习
1.（2021全国乙卷14，6分）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（ ）
C．小车C先向左运动后向右运动
D．小车C一直向右运动直到静止
答案D
解析A、B两物体和弹簧、小车C组成的系统所受合外力为零，所以系统的动量守恒．在弹簧释放的过程中，因mA∶mB＝1∶2，由摩擦力公式Ff＝μFN＝μmg知，A、B两物体所受的摩擦力大小不等，所以A、B两物体组成的系统合外力不为零，A、B两物体组成的系统动量不守恒，A物体对小车向左的滑动摩擦力小于B对小车向右的滑动摩擦力，在A、B两物体相对小车停止运动之前，小车所受的合外力向右，会向右运动，因滑动摩擦力做负功，则系统的机械能不守恒，最终整个系统将静止，故A、B、C错误，D正确．
专题2.27与弹簧相关的平衡问题(基础篇)-2022年高考物理最新考点模拟题精练(解析版)
2022年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分 相互作用专题2.27．与弹簧相关的平衡问题（基础篇）一．选择题1..(2020·衡水中学质检)如图所示，两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A 、B 连接，在水平外力F 作用下，系统处于静止状态，此时弹簧实际长度相等。
弹簧A 、B 的劲度系数分别为k A 、k B ，且原长相等。
弹簧A 、B 与竖直方向的夹角分别为θ与45°。
设A 、B 中的拉力分别为F A 、F B 。
小球直径相比弹簧长度可以忽略。
则( )A ．k A ＝kB B ．tan θ＝12C ．F A ＝3mgD ．F B ＝2mg【参考答案】B【名师解析】将两小球看作一个整体，对整体受力分析，可知整体受到重力2mg 、弹簧A 的拉力F A 和F 的作用，受力如图甲所示，根据共点力的平衡条件有：F A ＝2mg cos θ，F ＝2mg tan θ，根据胡克定律：F A ＝k A x A ，F B ＝k B x B ，对下边的小球进行受力分析，其受力如图乙所示，根据平衡条件有：F B ＝2mg ，F ＝mg ，联立可得：tan θ＝12，故B 正确，D 错误；由tan θ＝12知，cos θ＝25，得F A ＝5mg ，故C 错误；两个弹簧的原长相等，伸长后的长度也相等，所以弹簧的形变量也相等，而两个弹簧的弹力不同，所以两个弹簧的劲度系数不相等，故A 错误。
2.(2020·深圳六校联考)如图所示，质量分别为M 、m 的两个木块A 、B 通过轻弹簧连接，木块A 放在水平桌面上，木块B 用轻绳通过定滑轮在力F 的作用下整体恰好处于静止状态，绳与水平方向成α角。
不计滑轮与绳间的摩擦。
则下列说法正确的是( )A ．木块A 对桌面的压力为(M ＋m )g －FB ．木块A 与桌面之间的动摩擦因数μ＝F cos α(M ＋m )g －FC ．弹簧与水平方向的夹角的正切值tan β＝F sin α－mgF cos αD ．弹簧的弹力大小为F 弹＝(F sin α)2＋(F cos α－mg )2【参考答案】C【名师解析】 对A 、B 物块和弹簧构成的系统整体受力分析可知：F sin α＋F N ＝(M ＋m )g ，根据牛顿第三定律可知木块A 对地面的压力为：(M ＋m )g －F sin α，故A 错误；题中未说明最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，所以无法计算动摩擦因数，故B 错误；对B 物块受力分析，在竖直方向：F 弹sin β＋mg ＝F sin α，在水平方向：F 弹cos β＝F cos α，解得：tan β＝F sin α－mgF cos α，F 弹＝(F cos α)2＋(F sin α－mg )2，故C 正确，D 错误。
2021届高考物理二轮复习实验精解训练(5)实验：研究平抛运动
2021届高考物理二轮复习实验精解训练（5）实验：研究平抛运动1.三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的规律”的实验.（1）甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片，金属片把A 球沿水平方向弹出，同时B 球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________.（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片.小球在平抛运动中的几个位置如图2中的a b c d 、、、所示，图中每个小方格的边长 2.5cm L =.则小球经过b 点时的速度大小b v =_________m/s.（210m/s g =，结果保留三位有效数字）（3）丙同学采用如图3所示的装置.关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是_______. A.槽与小球间有摩擦B.槽未端切线不水平C.小球每次自由滚下时，木板的高度不同D.小球每次自由滚下的位置不同2.如图是研究平抛运动的实验装置示意图，桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动。
撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并留下痕迹A 。
重复实验，木板依次后退水平距离相同，都为x ，小球撞在木板上，留下痕迹B C 、，测量A B C 、、点到同一点O 的距离123y y y 、、，其中O 点与小球抛出时圆心位置等高。
（1）关于此实验，以下说法正确的是_______。
A.重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球B.桌面必须严格保证水平C.桌面必须尽量光滑，多次重复实验D.一定会有123=149y y y∶∶∶∶（2）利用题目中所给数据，可得到平抛运动的初速度为v _______（已知当地重力加速度为g）。
3.在“研究平抛运动”实验中：（1）图1是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_______。
A.球心B.球的上端C.球的下端（2）在此实验中，下列说法正确的是_________。
2020高考一轮复习：相互作用 知识点总结 题型分类总结 方法总结 练习题(附答案)
高中物理 一轮复习相互作用题型1（弹力的方向判断与大小计算）1、弹力有无的判断方法 （1）直接判断对形变较明显额情况，由形变情况直接判断。
（2）利用“假设法”判断对形变不明显的情况，可假设与研究对象接触的物体不存在，判断研究对象的运动状态是否发生改变。
若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。
（3）根据物体所处的运动状态判断静止（或匀速直线运动）的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据。
2、弹力方向的判断拉伸时沿收缩的方向，压缩时沿伸长的方向3.弹力大小的计算（1）对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
（2）对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算。
1、如图所示，以O 为悬点的两根轻绳a 、b 将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角分别为60°和45°，日光灯保持水平并静止，其重力为G ，下列说法中正确的是（ C ） A. a 绳的弹力比b 绳大B. a 绳的弹力与b 绳一样大C. 日光灯的重心一定在O 点的正下方D. 日光灯的重心不一定在O 点的正下方2、如图所示，是位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 ，在斜杆的下端固定有质量为m 的小球。
下列关于杆对球的作用力F 的判断中，正确的是（ CD ） A. 小车静止时， ，方向沿杆向上B. 小车静止时， ，方向垂直于杆向上C. 小车向右做匀速运动时，一定有 ，方向竖直向上D. 小车向右做匀加速运动时，一定有 ，方向可能沿杆向上3、如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为 ，重力加速度为g 。
若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为（ A ） A.B.C.D.4、如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为 的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ A ） A. 无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B. 盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C. 盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D. 盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力5、如图所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为（ C ） A.B.C.D.6、如图所示，两个质量均为m 的物体分别挂在支架上的B 点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC 上（如图乙所示），图甲中轻杆AB 可绕A 点转动，图乙中水平轻杆一端插在墙壁内，已知 ，则图甲中轻杆AB 受到绳子的作用力 和图乙中滑轮受到绳子的作用力 分别为（ D ） A.、 B. 、 C.、D. 、7、如图所示，完全相同的质量为m的A、B两球，用来两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为，则弹簧的长度被压缩了（C）A. B.C. D.8、质量分布均匀的A、B、C三个物体如图所示放置，其中A、B两个相同的物体并排放在水平面上，梯形物体C叠放在物体A、B的上表面，已知所有接触面均光滑且各物体都处于静止状态，则下列说法中正确的是（BD）A. 物体B对地面的压力等于物体A对地面的压力B. 物体B对地面的压力大于物体A对地面的压力C. 物体B对物体A有向左的压力D. 物体A、B之间没有相互作用力9、如图所示，用细线将物体A悬挂在顶板上，物体B放在水平地面上。
高三物理冲刺教案9：有关弹簧问题的分析
高三物理冲刺教案9：有关弹簧问题的分析高考趋势展望弹簧类问题历来是学生学习的难点，在近几年的高考中时有出现.从高考考查的特点看，涉及弹簧类问题多是一些综合性较强、物理过程又比较复杂的问题，一般要用动量守恒定律、能量守恒定律及其他力学规律解决.根据高考对此类问题考查的特点，在第二阶段的复习中，应弄清弹簧与其关联物之间存在的力、运动状态、动量或者机械能之间的联系，正确分析弹簧关联物的运动情况，恰当选取物理规律进行计算.由于此类问题涉及力学规律较多，有利于考查考生综合分析问题的能力，在未来的高考中仍将是十分重要的考查点.知识要点整合在有关弹簧类问题中，要特别注意弹簧及关联物体具有如下特点：1.弹簧上的弹力是变力，弹力的大小随弹簧的形变量发生变化.2.只有一端有关联物体，另一端固定的弹簧，当弹簧伸长到最长或压缩到最短时，物体速度最小（为零），弹簧的弹性势能最大，此时，也是联系物体的速度方向发生改变的时刻.若关联物与接触面间光滑，当弹簧恢复原长时，物体速度最大，弹性势能为零.若关联物与接触面间粗糙，物体速度最大时弹力与摩擦力平衡，此时弹簧并没有恢复原长，弹性势能也不为零.3.两端均有关联物的弹簧，弹簧伸长到最长或压缩到最短时，相关联物体的速度一定相等，弹簧具有最大的弹性势能；当弹簧恢复原长时，相关联物体的速度相差最大，弹簧对关联物体的作用力为零.若物体再受阻力时，弹力与阻力相等时，物体速度最大.精典题例解读［例1］如图1-9-1所示，一轻弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点，今将一质量为m的小物体靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能在水平面上运动到C点静止，AC距离为s，若将小物体系在弹簧上，在A点由静止释放，则小物体将做阻尼运动到最后静止，设小物体通过的总路程为l，则下列答案正确的是图1-9-1A.s>lB.s=lC.s<lD.以上A、B答案都有可能【解析】物体不系在弹簧上时，由A运动到C的过程中，水平方向只受弹力及滑动摩擦力，由能量守恒定律可知：弹簧的弹性势能E p全部转化成热能（通过克服摩擦力做功）即：F f·s=E p. ①若物体系在弹簧上做阻尼运动时，水平方向受力与前面相同，只不过随运动方向的不同，摩擦力方向不同，但大小恒定且与上一种情况下相等，摩擦力始终做负功，由能量守恒定律可知：弹簧的弹性势能也要通过物体克服摩擦阻力做功而转化成热能.由于水平面不光滑，物体可能停在B点以外的位置，此时弹力不为零，但地面对物体的静摩擦力与之平衡而静止.此时，弹簧仍具有弹性势能E p′，所以有F f·l=E p-E p′②又E p′>0 ③由①②③式可得：l<s.故答案A正确.物体也有可能停在B点，此时弹力为零，地面对物体的摩擦力也为零，弹簧的弹性势能E p′=0. ④由①②④式可得：l=s.故答案B正确.综合以上分析：本题答案选D.小结：本题没有复杂定量的计算，主要是通过定性的分析及简单的推导即可确定正确答案，但是要正确求解本题，除有关的基本知识，如弹簧问题、物体受力问题、运动情况需熟知外，对整个物理过程的分析也是很重要的.特别是，系住物体与不系住物体相比，两种情况下有哪些相同之处，又有哪些不同的地方，特别要搞清楚，系住物体使物体做阻尼振动时，为什么有可能停在B 点，也有可能停在B 点以外的位置，这是解决本题的关键所在.［例2］如图1-9-2所示，两物体原来静止质量m 1=2m 2,两物体与水平面的摩擦因数为μ2= 2μ1，当烧断细线后，弹簧恢复到原长时，两物体脱离弹簧时的速度均不为零，则图1-9-2A.两物体在脱离弹簧时速率最大B.两物体在刚脱离弹簧时速率之比v 1/v 2=1/2C.两物体的速率同时达到最大值D.两物体在弹开后同时达到静止【解析】 m 1物体受到的摩擦力F 1=μ1m 1g ,m 2物体受到的摩擦力F 2=μ2m 2g . 所以：11222121221121=⨯⨯==g m g m g m g m F F μμμμ m 1和m 2组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，即：m 1v 1-m 2v 2=0.所以2121=v v 即在运动中的任何时刻，二者的速度比都是1/2，并且同时达到最大值，故B 、C 正确.当弹力大于摩擦力时，物体做加速运动，弹力小于摩擦力时，物体做减速运动，所以弹力等于摩擦力时，速率最大，故A 项错.离开弹簧后，物体只受摩擦力.根据动量定理得：-μmgt =0-mv .所以t ∝μv 所以：111221122121=⨯=⋅=μμv v t t ，同时静止.故D 项正确. 综合以上分析：本题正确答案B 、C 、D.小结：1.本题中的m 1、m 2物体都受摩擦力，一般情况下m 1、m 2组成的系统动量是不守恒的.但通过具体计算却发现系统的合外力仍为零，可由动量守恒定律求解速度，这是本题的一个特点.2.由于物体均受摩擦力作用，所以，只有物体所受合外力为零，即弹簧弹力等于摩擦力大小时速度最大.而不是弹簧恢复原长时速度最大，这是本题的又一个特点.［例3］如图1-9-3所示，A 、B 两物体的质量分别是m 1=5 kg ，m 2=3 kg.它们在光滑水平面上沿同一直线向右运动，速度分别为v 1=5 m/s,v 2=1 m/s.当A 追上B 后，与B 上固定的质量不计的弹簧发生相互作用.弹簧被压缩后再伸长，把A 、B 两物体弹开，已知A 、B 两物体作用前后均沿同一直线运动，弹簧压缩时未超过弹簧的弹性限度.图1-9-3求：（1）AB 相互作用后的最终速度各是多少？（2）碰撞中弹簧具有的最大弹性势能是多少？【解析】 A 、B 相互作用过程中系统水平方向的动量守恒，系统无机械能损失，机械能守恒，由此可解得A 、B 最终速度.当A 、B 两物体速度相同时弹簧的压缩量最大，弹簧具有最大弹性势能.（1）以AB 为系统，在碰撞过程中所受合外力为零，总动量守恒，则有：（取运动方向为正向） m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′ ① 又AB 相互作用时，只有弹力做功，机械能守恒. 即作用前后的动能守恒有：21m 1v 12+21m 2v 22=21m 1v 1′2+21m 2v 2′2 ②把以上两式移项变形为： m 1(v 1-v 1′)=m 2(v 2′-v 2) ③ m 1(v 12-v 1′2)=m 2(v 2′2-v 22) ④ ③④两式相除得：v 1+v 1′=v 2+v 2′ 所以v 2′=v 1+v 1′-v 2⑤将⑤式代入①式得：m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2(v 1+v 1′-v 2) 所以碰后A 的速度 v 1′=21221212)(m m v m v m m ++-=351325)35(+⨯⨯+⨯- m/s=2 m/sv 1′方向水平向右将v 1′代入⑤式得：v 2′=v 1+v 1′-v 2=5+2-1=6 m/s 即碰后B 的速度是v 2′=6 m/s v 2′方向水平向右.（2）A 相对B 静止时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，这时A 、B 速度相同，根据动量守恒定律得： m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 所以共同运动的速度 v =351355212211+⨯+⨯=++m m v m v m m/s=3.5 m/s由机械能守恒定律有：p 221222211)(212121E v m m v m v m +⋅+=+ 所以弹簧的最大弹性势能E p =21m 1v 12+21m 2v 22-21(m 1+m 2)·v 2 =21×5×52 J+21×3×12 J-21×(5+3)×3.52 J=15 J. 小结：这是一道综合题，要同时用到能量守恒和动量守恒来解题，所以分析清楚物理过程，判定守恒定律各自成立的条件是解题的重点更是难点.另外弄清何时弹性势能最大也是一个关键.应用强化训练1.质量为m 的物体静止于光滑水平桌面上的A 点如图1-9-4所示，现用水平恒力F 分别通过细绳和轻质弹簧把物体由A 点从静止拉到B 点.两种情况下水平恒力所做的功分别为W 1和W 2，物体到B 点时具有的动能分别为E k1和E k2，则它们之间的关系为图1-9-4A.W1=W2，E k1=E k2B.W1＞W2，E k1＞E k2C.W1＜W2，E k1＜E k2D.W1＜W2，E k1=E k2【解析】由于弹簧发生形变，第2种情况在F的方向上通过的位移大，所以W1＜W2.物体在两种情况下通过的位移相同，且由于轻弹簧发生形变的时间可以忽略，即认为在弹簧右端施恒力F后，弹簧立即发生相应的形变，使弹簧作用于A的拉力瞬间变为和F相等，故可以认为在物体发生相同的位移情况下，外力对物体做的功相同，所以由动能定理知E k1=E k2，故正确答案为D.【答案】D2.劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端拴一个小球，静止时球距地面高为h，用手竖直拉球使之着地，若从静止开始释放小球（弹簧始终在弹性限度内）则:①刚释放小球时，小球所受合外力大小为kh②小球运动到离地面高为h时其动量最大③小球上升到最大高度时，加速度大小一定等于g④小球上升到最大高度时，弹簧的弹性势能一定等于0以上说法正确的是A.①②B.③④C.①③D.②④【解析】球静止时，设弹簧被拉长h0，如图示：受两个力：则kh0=mg当球被拉着地后，弹力F=k(h+h0)所以球所受合力F合=F-mg=k(h+h0)-kh0=kh故①正确.当球又回升到离地面高为h的平衡位置时，向上的合力为零，再向上升，合力方向向下，开始减速，所以高为h处球的动量最大，故②正确.又因为不知h0与h的具体关系，故③④两种说法是错误的，而③④两种说法只有在h=h0时才正确，所以本题答案选A.【答案】A3.如图1-9-5所示：一弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并压缩到A点然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是图1-9-5A.物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变C.物体从A到B，先加速后减速，从B到C一直做减速运动D.物体在B点所受合外力为零【解析】物体在从A向B运动时受四个力作用，如图（1）所示竖直方向是一对平衡力.图（1）图（2）又因为到B点时，弹力F=0.故合力就等于F f，与运动方向正相反，所以，到B点以前就已经开始做减速运动了，只有在AB间某一点F=F f时，F合=0，加速度等于零，速度达到最大.越过B点后，物体受力如图（2）示.即合力F合=F f+F，故B到C，一直做减速运动，故选项C正确.【答案】C4.如图1-9-6所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态.现用水平恒力F推木块A，则从加上力F后到弹簧第一次被压缩到最短的过程中图1-9-6A.两木块速度相同时，加速度a A=a BB.两木块速度相同时，加速度a A>a BC.两木块加速度相同时，速度v A<v BD.两木块加速度相同时，速度v A>v B【解析】在此运动过程中，整体看，AB一块向右做匀加速直线运动,但分隔开看,A、B是先相互靠近后又远离，在相互靠近的过程中，v A＞v B，靠到最近时，v A=v B，以后又要分离，即a A＜a B，才会使v A＜v B，它们再相互远离，故A、B错误.因为在上述过程中，a A逐渐减小，a B逐渐增加，当靠到最近时，有v A=v B.a A ＜a B.所以a A=a B时，v A＞v B,故C错误，D正确.【答案】D5.如图1-9-7所示，在粗糙斜面顶端固定轻弹簧的一端，另一端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点；第二次将物体先拉到C点，再回到B点，在这两次过程中有：图1-9-7①重力势能的改变量相等②弹性势能的改变量相等③摩擦力对物体做的功相等④弹簧弹力对物体做的功相等以上正确的是 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 【解析】 将物体直接由A 拉到B ,与先拉到C 点再回到B 不同之处是所走路程不同,相同之处是初末位置都相同.而重力、弹簧弹力做功只与初末位置有关与路径无关，只有摩擦力做功与路径有关.故①②④说法正确，说法③错误，故答案为B.【答案】 B6.如图1-9-8所示，在一个足够大的光滑平面内，两个质量相同的木块中间用一轻质弹簧相连，开始时弹簧处于原长，两木块都静止，若瞬间给木块A 一个向右的冲量作用后，A 、B 两物体开始运动，在它们的整个运动过程中，以下说法中错误．．的是图1-9-8A.在任意时刻A 、B 两木块的加速度大小均相等B.弹簧压缩到最短时系统的总动能最小C.弹簧恢复到原长时A 、B 两木块的速度相同D.弹簧伸长到原长时B 木块的动量与开始时A 木块的动量相同【解析】 A 、B 两物体质量相同，在任一时刻弹簧对它们的作用力大小相等，加速度大小相等，A 、B 相互作用过程中机械能保持不变（等于开始时A 的动能），弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，系统的总动能最小，当弹簧的压缩量最大、弹簧的伸长量最大时，A 、B 两木块的速度相同，故C 错.当弹簧伸长到原长时，由系统的动量守恒和机械能守恒，可解得B 的速度等于开始时A 的速度，故B 的动量等于开始时A 的动量，D 对.【答案】 C7.如图1-9-9所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定于O 点，另一端连着质量为m 的小球，今用手托着小球使弹簧处于原长，第一次手缓慢地向下移动，最后手脱离小球时小球静止，在此过程中，手对小球做功大小为W ；第二次在弹簧处于原长时，让手突然离开小球，当小球通过上次的静止位置时，其动能为______.图1-9-9【解析】 第一次运动，由动能定理得： W G -W 弹-W =0第二次运动，由动能定理得：0k -=-E W W G 弹两次运动中：W G =W G ′，W 弹=W 弹′ 故E k =W . 【答案】 W8.如图1-9-10所示，一长L =4.8 m 的轻车厢静止于光滑水平轨道上，固定于车厢地板上的击发器A 自车厢中部以v 0=2 m/s 的速度（对地）将质量为m 1=1 kg 的物体沿车厢内光滑地板弹出，与另一质量m 2=1 kg的物体碰撞并粘合在一起，此时m 2恰好与一端固定于车厢上的水平放置的弹簧接触，弹簧长度l =0.3 m ，车厢和击发器的总质量为M =2 kg ，则相互作用过程中弹簧具有的最大弹性势能E pm =______.图1-9-10【解析】 击发器弹出m 1的过程中，总动量守恒，取v 0方向为正向，则m 1v 0-Mv =0所以v =m/s 1m/s 22101=⨯=⋅v M m m 1与m 2碰撞中总动量守恒.则m 1v 0=(m 1+m 2)·v 所以v =1112101+=+m m v m ×2 m/s=1 m/sm 1、m 2整体压缩弹簧到最短的过程中，设共同运动的速度是v ′,m 1、m 2及车厢整体动量守恒，机械能守恒.则有：21（m 1+m 2）v 2+21Mv 2=E pm +21(m 1+m 2+M )v ′2 ①取v 方向为正，则：（m 1+m 2）v -Mv =(m 1+m 2+M )v ′②由①②得：v ′=0. E pm =21(m 1+m 2)v 2+21Mv 2=21×2×12 J+21×2×12 J=2 J【答案】 2 J9.如图1-9-11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，m 1=1 kg,m 2=2 kg ，将m 1、m 2放在光滑的水平面上，弹簧自然伸长时，m 1静止在A 点，m 2靠墙，现用水平力F 推m 1使弹簧压缩一段距离后静止，此过程中力F 做功为4.5 J.当F 撤去后，求：图1-9-11（1）m 1在运动过程中的最大速度. （2）m 2在运动过程中的最大速度.（3）m 1在越过A 点后速度最小时弹簧的弹性势能.【解析】 （1）压缩弹簧的过程中外力做的功，即增加的弹性势能. 由题意知：E pm =4.5 Jm 1在弹开的过程中，回到A 点时动能最大，最大速度为v 1，此过程中机械能守恒，则 E pm =21m 1v 12 所以v 1=15.4221pm ⨯=m E m/s=3 m/s（2）以后弹簧被拉长，m 2开始向右加速，m 1开始减速，当弹簧再次恢复原长时，m 2速度最大设为v 2，此过程中m 1、m 2总动量守恒，总机械能守恒，则有：m 1v 1′+m 2v 2=m 1v 1 ①21m 1v ′21+21m 2v 22=21m 1v 12 ②①②两式联立可得：v 2=32v 1=2 m/s（3）m 1越过A 点后，一直减速当弹簧再次被压缩到最短时，设m 1、m 2有共同速度v ″，即为m 1的最小速度.此过程m 1、m 2及弹簧总动量守恒，总机械能守恒.则有：m 1v 1=(m 1+m 2)v ″ ③21m 1v 12=21(m 1+m 2)v ″2+E pm ′ ④③④联立：v ″=1 m/sE pm ′=21m 1v 12-21(m 1+m 2)v ″2 =21×1×32 J-21×(1+2)×12 J=3 J【答案】 （1）3 m/s （2）2 m/s （3）E pm ′=3 J10.如图1-9-12所示，质量M =4 kg 的木滑板B 静止放在光滑水平面上.滑板右端固定着一根轻质弹簧，弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L =0.5 m ，这段滑板与木块A 之间的动摩擦因数μ=0.2；而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板表面是光滑的.可视为质点的小木块A 质量m =1 kg ，原来静止于滑板的左端.当滑板B 受水平向左的恒力F =14 N 作用时间t 后撤去，这时木块A 恰好到达弹簧的自由端C 处.假设A 、B 间的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等.g 取10 m/s 2，试求：图1-9-12(1)水平恒力F 的作用时间t .(2)木块A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.【解析】 (1)在F 作用的过程中，B 除受F 作用外，还受A 对B 的滑动摩擦力F f 1作用，A 受B 对A 的滑动摩擦力F f 2作用如图所示，且F f 1与F f 2大小相等方向相反.由牛顿第二定律得： 对A ：μmg =ma A 得a A =μg=2 m/s 2. 对B ：F -μmg =Ma B 得a B =41012.014⨯⨯-=-M mg F μ m/s 2=3 m/s 2. 由运动学公式有:s A =21a A t 2 s B =21a B t 2又s B -s A =L 所以21(a B -a A )t 2=L解得t =235.022-⨯=-A B a a L s=1 s（2）由（1）得v A =a A t =2 m/s ，v B =a B t =3 m/s.木块压缩弹簧的过程中，A 、B 及弹簧的总机械能守恒.总动量守恒，弹簧压缩到最短时，二者速度相等，弹性势能最大，则有：21mv A 2+21Mv B 2=21(m +M )v 2+E pm mv A +Mv B =(m +M )v 联立解得：v =2.8 m/sE pm =21mv A 2+21Mv B 2-21（m +M ）v 2 =21×1×22+21×4×32-21×(1+4)×2.82 J=20 J-19.6 J =0.4 J【答案】 （1）1 s (2)0.4 J 教学参考链接由于本专题中题目所讨论的问题，一般多涉及物体受力、运动、做功、物体动量及能量发生变化等多个知识点，综合性较强，物理过程较多且复杂，物理情景较为隐蔽，特别是弹力为变力，中学物理中又未给出弹力做功和弹性势能的计算方法，更增加了该部分题目的难度.所以对此类问题的处理关键是紧紧抓住弹簧受力特点，建立清晰的物理图景：物体各做什么性质的运动，各过程中能量的转化方向，物体最终所处的运动状态，物体各运动过程所遵守的规律等，再注意弹簧处于最长和最短状态时物体运动的特点，就可以化整为零，化难为易.如本专题例1侧重于物体与弹簧栓接与不栓接两种情况下物理情景不同的分析，例2紧紧抓住系统受力特点进行讨论，例3更充分利用了弹簧问题中一般情况下所遵守的动量守恒和机械能守恒特点，使问题顺利解决.三个例题难度虽不太大，但抓住了弹簧问题的特点，介绍了处理弹簧问题的一般方法.再复杂的弹簧问题，也只能是上述过程的综合或重复，处理方法也只是增加一些类似方程而已.。
高中物理：与弹簧相连接的物理问题
高中物理：与弹簧相连接的物理问题一、用胡克定律来分析弹簧和物体相互作用时，致使弹簧伸长或缩短时产生的弹力的大小遵循胡克定律，即或。
显然，弹簧的长度发生变化的时候，必用胡克定律。
例1、劲度系数为k的弹簧悬挂在天花板的O点，下端挂一质量为m的物体，用托盘托着，使弹簧位于原长位置，然后使其以加速度a由静止开始匀加速下降，求物体匀加速下降的时间。
解析：物体下降的位移就是弹簧的形变长度，弹力越来越大，因而托盘施加的向上的压力越来越小，且匀加速运动到压力为零。
由匀变速直线运动公式及牛顿定律得：①②③解以上三式得：。
二、用弹簧的伸缩性质来分析弹簧能承受拉伸的力，也能承受压缩的力。
在分析有关弹簧问题时，要分析弹簧承受的是拉力还是压力。
例2、如图1所示，小圆环重固定的大环半径为R，轻弹簧原长为L（L<2R），其劲度系数为k，接触光滑，求小环静止时。
弹簧与竖直方向的夹角。
解析：以小圆环为研究对象，小圆环受竖直向下的重力G、大环施加的弹力N和弹簧的弹力F。
若弹簧处于压缩状态，小球受到斜向下的弹力，则N的方向无论是指向大环的圆心还是背向大环的圆心，小环都不能平衡。
因此，弹簧对小环的弹力F一定斜向上，大环施加的弹力刀必须背向圆心，受力情况如图2所示。
根据几何知识，“同弧所对的圆心角是圆周角的二倍”，即弹簧拉力N的作用线在重力mg和大环弹力N的角分线上。
所以另外，根据胡可定律：解以上式得：即三、用弹簧隐含的临界条件来分析很多由弹簧设计的物理问题，在其运动的过程中隐含着临界状态等已知条件，只有充分利用这一隐含的条件才能解决问题。
例3、已知弹簧劲度系数为k，物块重为m，弹簧立在水平桌面上，下端固定，上端固定一轻质盘，物块放于盘中，如图3所示。
现给物块一向下的压力F，当物块静止时，撤去外力。
在运动过程中，物块正好不离开盘，求：（1）给物块所受的向下的压力F。
（2）在运动过程中盘对物块的最大作用力。
解析、（1）由于物块正好不离开盘，可知物块振动到最高点时，弹簧正好处在原长位置，所以有：由对称性，物块在最低点时的加速度也为a，因为盘的质量不计，由牛顿第二定律得：物块被压到最低点静止时有：由以上三式得：（2）在最低点时盘对物块的支持力最大，此时有：，解得。
高中物理弹簧问题专练
弹簧问题1.如图所示，一质量为的小球置于半径为的光滑竖直圆轨道最低点处，为轨道最高点，、为圆的水平直径两端点。
轻质弹簧一端固定在圆心点，另一端与小球栓接，已知弹簧的劲度系数，原长为，弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度，已知重力加速度为，则（）。
A.无论多大，小球均不会离开圆轨道B.若则小球会在、间脱离圆轨道C.只，小球就能做完整的圆周运动D.只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间的最大压力与最小压力之差与无关2.如图所示,倾角为足够长的光滑斜面下端固定一挡板,质量均为的两物块用轻质弹簧连接静止在光滑斜面上，现用平行斜面向上的恒力作用在物块A上，使A开始向上运动，下列说法正确的是（）。
A.若，物块B一定不能离开挡板B.若，物块B一定能离开挡板C.若，弹簧第一次到达最长时，B的加速度一定大于A的加速度D.若，拉力做的功总等于A机械能的增量与弹簧弹性势能增量之和3.如图所示，物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘且不可伸长的轻绳连接,A、B的质量分别是和，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在水平面的左端，另一端与物体A相连，倾角为的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦。
开始时，对物体B施加一沿斜面向上的外力，其大小，物体B保持静止，且轻绳恰好伸直但是拉力为。
然后撤去外力，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，A物体也未到达定滑轮处，则在此过程中（）。
A.B的速度最大时，弹簧的伸长量为B.整个系统机械能的增加量小于物体B电势能的减少量C.撤去外力的瞬间，物体B的加速度D.撤去外力的瞬间，物体B的加速度为4.一钢球从某高度自由下落在一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力、钢球的加速度、重力所做的以及小球的机械能与弹簧压缩量的变化图线如下图（不考虑空气阻力），选小球与弹簧开始接触点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图像符合实际的是（）。
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1．如图所示，质量为M 的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m 的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩
擦因数均为μ，若要以水平外力F 将木板抽出，则力F
的大小至少为 （ ）
A ．μmg
B ．μ(M+m)g
C ．μ(m+2M)g
D ．2μ(M+m)g
2．如图所示，质量不等的木块A 和B 的质量分别为m 1和m 2，置于光滑的水平
面上．当水平力F 作用于左端A 上，两物体一起做匀加速运动时，A 、B 间作用力大小为F 1．当水平力F 作用于右端B 上，两物体一起做匀加速运动
时，A 、B 间作用力大小为F
2，则（ ）
A ．在两次作用过程中，物体的加速度的大小相等
B ．在两次作用过程中，F 1＋F 2<F
C ．在两次作用过程中，F
1＋F 2＝F
D ．在两次作用过程中，F 1F 2＝m 1m 2
4．如图所示，光滑水平面上有质量分别为m 1和m 2的甲、乙两木块，两木块中
间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F 向
左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是 （ ）
A ．k m m Fm L )(212++
B ．k
m m Fm L )(211+- C ．k m Fm L 21- D ．k
m Fm L 12+ 6．（福建卷）17、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。
通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图（乙）所
示，则
A.t 1时刻小球动能最大
B. t 2时刻小球动能最大
C. t 2~ t 3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D. t 2~ t 3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。