高考弹簧问题专题详解
7、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
8、如右图,质量为的物体A放在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑的水平面上做简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为,当弹簧离开平衡位置的位移为x时,A、B间静摩擦力的大小等于() A.0 B.kx C.mkx/M D.mkx/M+m
9、如右图示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径。弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动。现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保 持相对静止,则需条件是什么?
10、如右图所示,一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩,在压缩的全过程中,弹簧均为弹性形变,那么当弹簧的压缩量最大时() A. 球所受合力最大,但不一定大于重力值 B. 球的加速度最大,且一定大于重力加速度 C. 球的加速度最大,有可能小于重力加速度 D. 球所受弹力最大,但不一定大于重力值
11、如图1-4-8所示,离心机的光滑水平杆上穿着两个小球A、B,质量分别为2m和m,两球用劲度系数为k的轻弹簧相连,弹簧的自然长度为l.当两球随着离心机以角速度ω转动时,两球都能够相对于杆静止而又不碰两壁.求A、B的旋转半径rA和rB.
12、(2001全国)惯性制导已广泛应用与弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静
止,弹簧处于自然长度。滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为s,则这段时间内导弹的加速度( )
A.方向向左,大小为ks/m B.方向向右,大小为ks/m
C.方向向左,大小为2ks/m D.方向向右,大小为2ks/m
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13、用一根轻质弹簧悬吊一物体A,弹簧伸长了L,现该弹簧一端固定在墙上,另一端系一三棱体,先将弹簧压缩
L
,然后将物体A从三棱体的斜面上由静止释放,则当A下滑过程4
中三棱体保持静止。若水平地面光滑,三棱体斜面与水平地面成30°角,如图所示。求:
(1)物块A的下滑加速度a;
(2)物块A与斜面之间的动摩擦因数 。
二、与动力学相关的弹簧问题
1、如图所示,在重力场中,将一只轻质弹簧的上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量为M的木板,木板下面再挂一个质量为m的物体.当剪掉m后发现:当木板的速率再次为零时,弹簧恰好能恢复到原长,(不考虑剪断后m、M间的相互作用)则M与m之间的关系必定为
A.M>m B.M=m C.M<m D.不能确定
2、如图所示,轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板,在薄板上放重物,用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,则在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动情况是
A.一直加速运动 B.匀加速运动
C.先加速运动后减速运动 D.先减速运动后加速运动
3、如图所示,一轻质弹簧竖直放在水平地面上,小球A由弹簧正上方某高度自由落下,与弹簧接触后,
开始压缩弹簧,设此过程中弹簧始终服从胡克定律,那么在小球压缩弹簧的过程中,以下说法中正确的是
A.小球加速度方向始终向上 B.小球加速度方向始终向下 C.小球加速度方向先向下后向上 D.小球加速度方向先向上后向下
4、如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点.今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是 A.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一直减速运动 D.物体在B点受到的合外力为零
5、如图所示,一轻质弹簧一端与墙相连,另一端与一物体接触,当弹簧在O点位置时弹簧没有形变,现用力将物体压缩至A点,然后放手。物体向右运动至C点而静止,AC距离为L。第二次将物体与弹簧相连,仍将它压缩至A点,则第二次物体在停止运动前经过的总路程s可能为:
A.s=L B.s>L C.s<L D.条件不足,无法判断
6、(2001年上海高考)如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,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.
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
解 设L1线上拉力为Tl,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡Tlcosθ=mg,Tlsinθ=T2,T2=mgtanθ,
剪断线的瞬间,T2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=g tanθ,方向在T2反方向.你认为这个结果正确吗?清对该解法作出评价并说明理由.