专题二弹簧问题.doc

高中物理专题：弹簧问题 1、如图2所示，两个木块质量分别为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，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为： 2．如图所示，OA为遵从胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的Ｏ点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块Ａ相连。当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现有一水平力F作用于A，使A向右缓慢地沿直线运动，则在运动过程中 ①水平拉力F保持不变 ②地面对A的摩擦力保持不变 ③地面对A的摩擦力变小 ④地面对A的支持力保持不变。 A．①④ Ｂ．②④ Ｃ．①③ Ｄ．③④ 3．如图所示，劲度系数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，竖立静止在水平地面上。现要加一竖直向上的力F在物体A上，使A开始向上做匀加速运动，经04s B刚要离开地面，设整个过程弹簧都处于弹性限度内（g取10m/s2 ）。求： 此过程所加外力F的最大值和最小值； 4、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加速度a(a＜g＝匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。 5、如图8所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,则F的最小值是 ，F的最大值是 。 6、一弹簧秤的秤盘质量m1=1．5kg，盘内放一质量为m2=10．5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图9所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0．2s内F是变化的，在0．2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2） 7、（2005年全国理综III卷）如图所示，在倾角为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。系统处一静止状态，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的位移d，重力加速度为g。 8、如图所示，在倾角为的光滑物块P的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体A和B；C为一垂直固定斜面的挡板，P、C的总质量为M，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k，系统静止于光滑水平面上。现用一水平力F从零开始增大作用于P上，（此过程中A始终没有离开斜面） （1）则在物体B刚要离开C时,弹簧处于什么状态，并给出证明过程 （2）求此时F的大小 （3）从开始到此时物块A相对斜面的位移d 专题二 弹簧问题参考答案 1．解：（1）整个过程弹簧由压缩状态变为伸长状态当弹簧被压缩时，对A， 由牛顿定律得： 即： 初始弹簧压缩量最大，取最大值， 有最小值，满足 当弹簧被伸长时，对A，由牛顿定律得： 即： 当B恰好离开地面时，弹簧的伸长量最大， 取最大值， 有最大值， 满足： 对A，由匀加速运动得： 联立解得： （2）由于初末状态，弹性势能相等，由功能关系得 2（1）弹簧处于原长，略 （2） (3)d= 6、分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘和弹簧的质量都不计，所以此时弹簧处于原长。在0_____0.2s这段时间内P向上运动的距离： x=mg/k=0.4m 因为，所以P在这段时间的加速度 当P开始运动时拉力最小，此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,又因此时N=mg，所以有Fmin=ma=240N. 当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m(a+g)=360N. 7、分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离