高一物理競(jìng)賽彈簧專題

1、智浪教育普惠英才文庫(kù)高一物理競(jìng)賽——彈簧專題一、彈力公式的應(yīng)用例１、如圖所示，兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)分別為k1、k2，它們的一端固定在質(zhì)量為m的物體上，另一端分別固定在P、Q點(diǎn)，當(dāng)物體平衡時(shí)，上面的彈簧k2處于原長(zhǎng)，若要把物體的質(zhì)量換成2m（它的厚度不變，且均在彈簧的彈性限度內(nèi)），再次平衡時(shí)，物體比第一次平衡時(shí)下降的距離x為（）（A）mg／(k1k2)（B）k1k2mg(k1k2)（C）2mg(k1k2)(D)2k1k2mg(k1

2、k2)。二、瞬時(shí)加速度問題例2、如圖所示，豎直光滑桿上套有一小球和兩彈簧，兩彈簧的一端與小球相連，另一端則分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)拔去銷釘M的瞬間，小球的加速度為12ms2，若不拔去銷釘M而拔去銷釘N，則拔去后的瞬間小球的加速度為多大？方向如何？練習(xí)1、如圖所示，兩根質(zhì)量可忽略的輕彈簧靜止系住一小球，彈簧處于豎直狀態(tài)，若只撤去彈簧a，撤去的瞬間小球的加速度大小為2.5米／秒2，若只撤去彈簧b，則撤去瞬間小球的加速

3、度可能為（）（A）7.5米／秒2，方向豎直向上，（B）7.5米／秒2，方向豎直向下，（C）12.5米／秒2，方向豎直向上，（D）12.5米／秒2，方向豎直向下。練習(xí)2、如圖所示在升降機(jī)內(nèi)用細(xì)線懸掛質(zhì)量相同的兩個(gè)小球1和2兩小球間用輕彈簧相連接.現(xiàn)升降機(jī)正以加速度g勻加速豎直上升兩小球與輕彈簧組成的系統(tǒng)穩(wěn)定后忽然細(xì)線斷了這時(shí)球1和球2的加速度a1、a2分別為（g為重力加速度）（）A.a1=ga2=gB.a1=2ga2=0C.a1=2ga2

4、=gD.a1=3ga2=g練習(xí)3、如圖所示，A、B、C三物的質(zhì)量相等，A、B之間用彈簧連接，開始時(shí)，系統(tǒng)靜止，剪斷懸繩的瞬間，A的加速度aA=，C的加速度ac＝。三、臨界分離問題例3、（96年全國(guó)高考題）如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面，在此

5、過(guò)程中物塊2的重力勢(shì)能增加了多少？物塊1的重力勢(shì)能增加了多少？例4、水平放置的輕彈簧，勁度系數(shù)為k，其一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的滑塊A，A旁有一質(zhì)量相同的滑塊B，如圖所示，兩滑塊與桌面間皆無(wú)磨擦，若外力作用在B上使A、B一起推進(jìn)，彈簧由原長(zhǎng)縮短了d，然后撤消外力，則B離開A時(shí)（）（A）速度為d，（B）速度為d，k／2mk／m（C）速度為d／2k，（D）條件不足，無(wú)法判斷速度。練習(xí)4、如圖所示，物體A、B的質(zhì)量分別為2kg和4kg，位

6、于粗糙的水平桌面上，A、B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1，勁度系數(shù)為200Nm的彈簧一端固定于豎直墻上，另一端固定在A物體上，彈簧原長(zhǎng)為20cm，用水平力F推B，平衡時(shí)彈簧長(zhǎng)度為16cm，如果此時(shí)把F改為一水平向右的拉力F’＝3N，則B運(yùn)動(dòng)＿＿＿＿＿cm后A、B開始分離。四、能量結(jié)合例5、如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A處自由下落，在B處豎直放在地面上的輕質(zhì)彈簧上端相觸后一起向下運(yùn)動(dòng)，若AB間高度差為h，彈簧L足夠長(zhǎng)，勁度系數(shù)為k，則整體過(guò)

7、程中物塊的動(dòng)能最大值為＿＿＿＿＿＿，彈簧的彈性勢(shì)能最大值為＿＿＿＿＿＿。例6（2005年理綜卷24題）如圖所示，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向?，F(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一

8、質(zhì)量為（m1m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。Pk2mk1QABFMN12abg12AhBLABm2m1kABm1m212k1K2智浪教育普惠英才文庫(kù)????kmmgmmm31221122v???答案：例１：Ａ例２：解析：拔去銷釘之前，小球受到三個(gè)力的作用——自身的重力、彈簧1的拉力（或推力）、彈簧2的拉力（或推力），這三個(gè)力的合力為零。拔去銷釘M，彈簧1的一端失去

9、了“依靠”，另一端也就“使不出力”了，即彈簧1對(duì)小球的作用力消失，彈簧2的作用力暫時(shí)不變。拔去銷釘M的瞬間，小球的加速度為12ms2，其方向有兩種可能，一種是方向向上，另一種是方向向下。(1)若方向向上，則拔去M之前，球的受力如圖甲所示，若拔去銷釘N，則F合=FMmg=ma1，a1=22ms2，方向向下。(2)若方向向下，則拔去M之前，球的受力如圖乙所示，若拔去銷釘N，則F合=FM－mg=ma2，a2=2ms2，方向向上。練習(xí)１：BD練

10、習(xí)2：D練習(xí)3：03g2例3：解析：本題中有兩個(gè)關(guān)鍵性詞語(yǔ)應(yīng)予重視，“輕質(zhì)”彈簧——即不計(jì)彈簧質(zhì)量；“緩慢地”豎直上提，系統(tǒng)動(dòng)能無(wú)變化，且上提過(guò)程中，系統(tǒng)受合力始終為零。原先，系統(tǒng)平衡時(shí)，k1壓縮x1=m1gk1k2壓縮x2=（m1m2）gk2后來(lái)，k2下端剛脫離地面時(shí)，k2沒形變，此時(shí)k1彈簧伸長(zhǎng)x1′=m2gk1故物塊2的重力勢(shì)能增加?Ep2=m2gx2=（m1m2）m2g2k2物塊1的重力勢(shì)能增加?Ep1=m1g（x1x2x1′）

11、=m1（m1m2）g2（1k11k2）例４：Ａ練習(xí)４：3.25m例5：mg（h＋），mg（h＋）mg2k例6：解析：先后兩個(gè)狀態(tài)都講到B剛要離開地面，即彈簧的彈力都等于m2g，即先后講到的B要離開地面的兩個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的彈簧彈性勢(shì)能相等，由于初態(tài)的彈性勢(shì)能一樣，可見彈性勢(shì)能的改變量?E相等。初態(tài)：彈簧的壓縮量x1=m1gkB剛要離開地面時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x2=m2gk2第一過(guò)程?E=m3g（x1x2）－m1g（x1x2）第二過(guò)程?E=（m1m3