人教版高中物理必修一弹簧与弹簧模型AWord格式文档下载.docx
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和
，B1、B2受到的合力分别为F1和F2，则（）
A．
=0，
=2mg,F1=0，F2=2mgB．
=mg，
=mg,F1=0，F2=2mg
C．
=2mg,F1=mg，F2=mgD．
=2mg,F1=mg，F2=mg
图3
4．如图3，两轻质弹簧和质量均为m的外壳组成甲、乙两个弹簧秤，将提环挂有质量为M的重物的乙秤倒挂在甲的挂钩上，某人手提甲的提环，向下做加速度a=0.25g的匀加速运动，则下列说法正确的是（）
A．甲的示数为1.25（M+m）gB．乙的示数为0.75（M+m）g
C．乙的示数为1.25MgD．乙的示数为0.75Mg
5.一质量为mkg的物体挂在弹簧秤下，手持弹簧秤的上端加速上提，弹簧秤的读数为pN，则上提的加速度是：
（）
B.gC.
D.
6．质量相同的木块M、N用轻弹簧连接并置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然长状态，现用水平恒力F推木块M，使木块M、N从静止开始运动，如图3—7所示，则弹簧第一次被压缩到最短过程中（）
A．M、N速度相同时，加速度αM<
αNB．M、N速度相同时，加速度αM=αN
C．M、N加速度相同时，速度υM<
υND．M、N加速度相同时，速度υM=υN
7．质量分别为mA=2kg和mB=3kg的A、B两物块，用劲度系数为k的轻弹簧相连后竖直放在水平面上。
今用大小为F=45N的力把物块A向下压而使之处于静止，突然撤去压力，则（）
A．物块B有可能离开水平面
B．物块B不可能离开水平面
C．只要k足够小，物块B就可能离开水平面
D．只要k足够大，物块B就可能离开水平面
8.一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态.一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示.让环自由下落，撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长.（）
A.若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B.若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C.环撞击板后，板的新的平衡位置与h的大小无关
D.在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
9．如图2所示，一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端，右端与小木块m1连接，且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑，开始时m1和m2均静止，现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对m1、m2和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）
A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
B．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统动能不断增加
C．由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统机械能不断增加
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的动能最大
10．如图所示,一轻弹簧一端系在墙上,自由伸长时,右端正好处在B处,今将一质量为m的小物体靠着弹簧，将弹簧压缩到A处,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；
如将小物体系在弹簧上,在A由静止释放,则小物体将向右运动,或来回运动后最终停止,设小物体通过的总路程为L,则下列选项可能的是（）
A．L＞sB．L=sC．L=2sD．以上答案都有可能
11.一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
12．如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放一质量为m的木块，车的右端固定一个轻质弹簧，现给木块一个水平向右的瞬时冲量I，使木块m沿车上表面向右滑行，在木块与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的左端而相对小车静止，关于木块m、平板小车M的运动状态，动量和能量转化情况的下列说法中正确的是（）
A．木块m的运动速度最小时，系统的弹性势能最大
B．木块m所受的弹力和摩擦力始终对m作负功
C．平板小车M的运动速度先增大后减少，最后与木块m的运动速度相同；
木块m的运动速度先减少后增大，最后与平板小车M的运动速度相同
D．由于弹簧的弹力对木块m和平板小车M组成的系统是内力，故系统的动量和机械能均守恒
13.如图所示，弹簧振子在BC间做简谐运动，O点为平衡位置，则：
（）
C
A、振子在经过O点时速度最大，加速度也最大
B、振子在经过O点时速度最大，加速度为零
C、振子有C点向O点运动的过程中，回复力逐渐减小，加速度逐渐增大
D、振子在由O点向B点运动的过程中，弹性势能逐渐增大，加速度逐渐减小
14.如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上作简谐振动，振动过程中A、B之间无相对运动，设：
弹簧的劲度系数为k．当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于：
A.0B.kxC.
15．将一个质量为m的物体挂在一个劲度系数为k的弹簧下面，如果不考虑弹簧质量和空气阻力，振动周期
。
为了研究周期和振子质量的关系，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，将弹簧的一端固定在铁架台上，另一端挂一只小盘，铁架台的竖杆上固定一个可以上下移动的标志物，作为计时标志。
改变小盘中砝码的质量m，测出全振动50次的时间并求出相应的周期T。
某小组实验数据如下：
m（103kg）
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
T（s）
42.7/50.0
44.8/50.0
46.8/50.0
48.5/50.0
50.4/50.0
52.1/50.0
T2（s2）
0.729
0.803
0.876
0.941
1.016
1.086
（1）以横轴代表m，纵轴代表T2，作出T2—m图，并回答为什么不用T作为纵轴而用T2作为纵轴？
（2）根据图线求得弹簧的劲度系数k=.
（3）对T2—m图作出必要的解释。
16．如图14所示，A、B两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上，A和B的质量之比为1∶3，用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连，在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F，当两环都沿杆以相同的加速度a运动时，弹簧与杆夹角为53°
（cos53°
=0.6）
求：
（1）弹簧的劲度系数为多少？
（2）若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，A的加速度为a/，a/与a之间比为多少？
图14
17.A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图9-6所示，已知木块A、B质量分别为0.42kg和0.40kg，弹簧的劲度系数k=100N/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0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动（g=10m/s2）.
（1）使木块A竖直做匀加速运动的过程中，力F的最大值；
图9-6
（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0.248J，求这一过程F对木块做的功.
18.如图所示，在水平光滑桌面上放一质量为M的玩具小车．在小车的平台（小车的一部分）上有一质量可忽略的弹簧，其一端固定在平台上，另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住．用手将小车固定在桌面上，然后烧断细线，小球就被弹出，落在车上A点，OA＝s．如果小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处？
设小车足够长，球不致落在车外．
19.如图9-13所示，A、B、C三物块质量均为m，置于光滑水平台面上.B、C间夹有原已完全压紧不能再压缩的弹簧，两物块用细绳相连，使弹簧不能伸展.物块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动，相碰后，A与B、C粘合在一起，然后连接B、C的细绳因受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离，脱离弹簧后C的速度为v0.
（1）求弹簧所释放的势能ΔE.
（2）若更换B、C间的弹簧，当物块A以初速v向B运动，物块C在脱离弹簧后的速度为2v0，则弹簧所释放的势能ΔE′是多少?
图9-13
（3）若情况
（2）中的弹簧与情况
（1）中的弹簧相同，为使物块C在脱离弹簧后的速度仍为2v0，A的初速度v应为多大?
20.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，如图所示．一物块从钢板正上方距离为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．已知物块质量也为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．求物块向上运动到达的最高点与O点的距离．
弹簧与弹簧模型（B）
二、巩固练习：
1．如图1所示，一根轻弹簧上端固定在O点，下端栓一个钢球P，球处于静止状态。
现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态。
若外力F方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角θ＜90°
且弹簧的伸长量不超过弹性限度，则下面给出的弹簧伸长量x与cosθ的函数关系图象中，最接近的是
图1
2．如图所示，S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1＞k2；
a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，ma＞mb。
将两根弹簧与物块按图方式悬挂起来。
现要求两根弹簧的总长度最大，则应使（）
A．S1在上，a在上B．S1在上，b在上
C．S2在上，a在上D．S2在上，b在上
3．如图中所示，x、y、z为三个物块，k为轻质弹簧，L为轻线。
系统处于平衡状态。
现若将L突然剪断，用ax、ay分别表示刚剪断时x、y的加速度，则有（）
A．ax=0、ay=0B．ax=0、ay≠0
C．ax≠0、ay≠0D．ax≠0、ay=0
4.电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是：
（）
A、电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2
B、电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2
C、电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2
D、电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2
5．如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球加速度的大小为12m/s2，若不拔去销钉丁M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是（取g=10m/s2）（）
A．22m/s2，方向竖直向上B．22m/s2，方向竖直向下
C．2m/s2，方向竖直向上D．2m/s2，方向竖直向下
6．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F/2m，作用力为mg+F/2
C、速度为F/m，作用力为mg+FD、加速度为F/2m，作用力为（mg+F）/2
7.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L1，向下拉箱使弹簧再伸长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：
B.
C.
8．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上。
在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图2所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）
A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒
B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒
C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒
D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒
9．如图，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（整个过程中弹簧不超过其弹性限度）（）
A．动量不守恒
B．机械能不断增加
C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大
D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零
10.一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示.在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回.下列说法中正确的是（）
A、物体从A下降到B的过程中，动能不断变小；
B、物体从B上升到A的过程中，动能不断变大；
C、物体从A下降到B，以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；
D、物体在B点时，所受合力为零；
11.如图，光滑水平面上有质量相等的两物体A和B，B上装有轻质弹簧，B原来静止，A以速度v正对B滑行，当弹簧压缩到最大时：
A、A的速度减小到零B、A和B具有相同的速度
C、此刻B刚开始运动D、此刻B达到最大速度
12.如图所示，将木块m1和m2放在被压缩的轻质弹簧两端，并用细棉丝固定，当用火焰将棉丝烧断时，在弹簧作用下两木块被弹开．已知m2=
m1，并假定两木块始终受到相等的恒定阻力，它们与弹簧脱离后，沿水平方向分别运动距离s1和s2即停止，则：
A.s1=4s2B.s1=s2C.s1=
s2D.s1=2s2
13.如图所示，轻弹簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O．现令其在O点上下做蔺谐振动，图中哪一个图像能正确反映重物的加速度a随位移x变化的关系（沿x轴方向的加速度为正）。
14．某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小（b固定在金属块上）。
当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。
若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是（）
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
l2
D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮
15.如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细绳上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ。
l2水平拉直。
物体处于平衡状态。
现将l2线剪断。
求剪断瞬时物体的加速度。
⑴下面是某同学对该题的一种解法：
解：
设l1线上的拉力为T1，l2线上的拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡
，
剪断线的瞬间，T1突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。
因为mgtanθ=ma，所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。
你认为这个结果正确吗？
请对该解法作出评价并说明理由。
⑵若将图A中的细线l2改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图B所示，其他条件不变求解的步骤和结果与⑴完全相同，即a=gtanθ。
请说明理由。
16.如图所示，倔强系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，倔强系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态.现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面.求：
（1）在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？
（2）物块1的重力势能增加了多少？
17.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。
（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？
18．图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，利用电压表的示数来指示物体的质量。
托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。
滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当盘中没有放物体时，电压表示数为零。
设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。
（1）试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
（2）由
（1）计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为了使电压表示数与待测质量成正比，请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进，在图乙的基础上完成改进后的电路图，并推出电压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。
19．在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光致冷”技术，若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的模型很类似。
一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图6—11所示，以速度υ0水平向右运动，一动量大小为P，质量可以忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短，接着被锁定一定时间Δt，再解除锁定使小球以大小为2P的动量水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。
设地面和车厢均为光滑，除锁定时间ΔT外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间，求：
（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的大小和这一过程中小车动能的减少量。
（2）从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间。
20.在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。
这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。
两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。
在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度
射向B球，如图所示。
C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。
在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。
然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。
过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除定均无机械能损失）。
已知A、B、C三球的质量均为m。
（1）求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。
（2）求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。
参考答案A
1A2C3D4A5C6A7B8AC9D10B11CD12C13B14D
15．
（1）图线简单，程线性关系
（2）2.8N/m（3）图线不经过原点的原因：
没有考虑砝码盘的质量和弹簧的质量。
16．解：
（1）先取A+B和弹簧整体为研究对象，弹簧弹力为内力，杆对A、B支持力与加速度方向垂直，在沿F方向应用牛顿第二定律F=（mA+mB）a①
再取B为研究对象F弹cos53°
=mBa②
①②联立求解得，F弹=25N
由几何关系得，弹簧的伸长量⊿x=
（1/sin53°
－1）=0.25m
所以弹簧的劲度系数k=100N/m
（2）撤去F力瞬间，弹簧弹力不变，A的加速度a/=F弹cos53°
/mA
所以a/：
a=3∶1。
图9-7
17．解:
当F=0（即不加竖直向上F力时），设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x，有
kx=（mA+mB）g
x=（mA+mB）g/k①
对A施加F力，分析A、B受力如图9-7
对AF+N-mAg=mAa②
对Bkx′-N-mBg=mBa′③
可知，当N≠0时，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Fm,
即Fm=mA（g+a）=4.41N
又当N=0时，A、B开始分离，由③式知，
此时，弹簧压缩量kx′=mB（a+g）
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