高中物理弹簧类问题专题练习(经典总结附详细答案)

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高中物理弹簧类问题专题练习

1•图中a 、b 为两带正电的小球，带电量都是 q ,质量分别为 M

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 于两

小球，场强的方向由a 指向

A .若 M = m ，贝U d = d o C .若 M v m ,贝U d v d o

也相同的小球P ,从直线ab 上的N 点由静止释放，在小球 程中（）

A. 小球P 的速度是先增大后减小

B. 小球P 和弹簧的机械能守恒，且 P 速度最大时

所受弹力与库仑力的合力最大

C. 小球P 的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹 性势能的总和不变

D. 小球P 合力的冲量为零

5、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o.42 kg 和o.4o kg ，弹簧的劲度系数 k=1oo 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o.5 m/s 2的加速度竖直向上做匀加速运动（ g=1o m/s 2）.

（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.

6、如图，质量为 m i 的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为 m 2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

2.如图a 所示，水平面上质量相等的两木块 A 、B 用一轻弹簧相连接,M 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 ，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

列图象中可以表示力 F 和木块A 的位移x 之间关系的是（

） A b

--- a

F m i 和m 2的两物块相连接, ■现使"m 1瞬时获得水平向右的速度 3 为时间零点，两物块的［速度随时间变化的规律女 A .在t 3时刻两物块达到共同速度 ％m/s 3.如图甲所 并且 此刻 O ，一轻弹簧的两端分别与质量为 在光滑的水平面 m/s ,以 所示，从图象信息可得/ 且弹簧都是处于压缩状态

B . 从A t 3到t 4时刻弹簧由伸长状态逐渐恢复原长

C C .两物体的质量之比为 m i ： m 2 = 1 : 2

D .在t 2时刻两物体的动量之比为 P 1 : P 2 =1 : 2 4.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 TT* 视为质点）固定在光滑绝缘 面上的M 点，且在通过弹簧中心的直线 ab 上o 现把与Q 大 x 和m ;用一绝缘弹簧联结， d o 。现把一匀强电场作用 弹簧的长度为d o （

b,在两小球的加速度相等的时刻, B .若 M >m ,贝U d >d o D . d = d o ,与 M 、m 无关

P 与弹簧接触到速度变为零的过

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(m什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 o

7、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/s2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 o

(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？

8、如图所示，在倾角为B的固定的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块

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？

9、如图所示，一劲度系数为k=800 N / m的轻弹簧两端各

焊接着两个质量均为m=12 kg的物体A、和B，物体A、B和轻弹簧竖立静止

在水平地面上。现要加一竖直向上的力F在上面物体A上，使物

体A开始向上做匀加速运动，经0.4 s物体B刚要离开地面。设整个过

程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10 m / s2,求：

(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值。

(2)此过程中外力F所做的功。

高中物理弹簧类问题专题练习参考答案

1. ABC

2. A

3. BC

4. AC

5、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fF

平衡时弹簧的压缩量为x,有kx=(m A+m B)g x=(mA+mB)g/k ①J_

对A施加F力，分析A、B受力如图A一一

对 A F+N-m A g=m A a ② 对 B kx-N-m旳=m B a'③v

可知，当N M0寸，AB有共同加速度a=a-由②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F m,

即F m=m A (g + a) =4.41 N 又当N=0时，A、B开始分离，由

③式知，

此时，弹簧压缩量kx' m B(a+g) x' m B(a+g) /k ④

2

AB共同速度v =2a (x-x- ⑤

由题知，此过程弹性势能减少了W p=E P=0.248 J

设F力功W F,对这一过程应用动能定理或功能原理

W F+E P- ( m A+m B)g (x-x) =1 (m A+m B)V

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