2022年高中物理模型总结及练习与能量相关的弹簧问题.docx

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1、精品_精品资料_高中物理模型总结及练习 与能量相关的弹簧问题11. 全国.1997 质量为 m的钢板与直立轻弹簧的上端连接, 弹簧下端固定在的上 . 平稳时弹簧的压缩量为 x0,如下列图 . 一物块从钢板正上方距离为 3x0 的 A处自由落下,打在钢板上并马上与钢板一起向 下运动,但不粘连 . 它们到达最低点后又向上运动 . 已知物块质量为 m 时,它们恰能回到 O点. 如物块质量为 2m,仍从 A处自由落下,就物块与钢板回到 O点时,仍具有向上的速度 . 求物块向上运动到达的最高点与 O点的距离 .分析：此题的解题关键是要求对物理过程做出认真分析,且在每 一过程中运用动量守恒定律, 机械能守

2、恒定律解决实际问题, 此题的难点是对弹性势能的懂得, 并不要求写出弹性势能的详细表达式, 可用 Ep 表示,但要求懂得弹性势能的大小与伸长有关,弹簧伸长为零0时,弹性势能为零,弹簧的伸长不变时,弹性势能不变答案：1 x212. 如下列图,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,使弹簧不能舒展 . 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, 弹簧舒展,从而使 C与 A、B分别,脱离弹簧后 C的速度为 v0.（ 1）求弹簧所释放的势能

3、E.（ 2）如更换 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,就弹簧所释放的势能 E是多少 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（3）如情形（ 2）中的弹簧与情形（ 1）中的弹簧相同,为使物2块 C在脱离弹簧后的速度仍为2 v0,A的初速度 v 应为多大 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（1）1 mv023（ 2） 112m（v-6 v0）（3） 4v0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_13. 某宇航员在太空站内做丁如下实验：选取两个质量分别为 mA=0.1kg 、mB=0.20kg 的小球 A、B 和一

4、根轻质短弹簧,弹簧的一端与小球A 粘连,另一端与小球 B 接触而不粘连现使小球 A和 B之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度 v0=0.10m/s 做匀速直线运动,如下列图过一段时间,突 然解除锁定 解除锁定没有机械能缺失 ,两球仍沿原直线运动 从弹簧与小球 B 刚刚分别开头计时, 经时间 t=3 0s 两球之间的距离增加了 s=2 7m,求弹簧被锁定时的弹性势能 E0.取 A、B 为系统, 由动量守恒得 : mA+m Bv 0=m AvA+mBv;VA t+VB t=s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1E P（ m A22mB） V012mAvB212mB vB

5、2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又 A、B 和弹簧构成系统,又动量守恒可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_p解得: E0 .0275 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_14. 如下图所示,一质量不计的轻质弹簧直立在的 面上,弹簧的上端与盒子 A 连接在一起,下端固定在的面上盒子内装一个光滑小球,盒子内腔为正方体,一 直径略小于此正方体边长的金属圆球B 恰好能放在盒内,已知弹簧的劲度系数为 k=400Nm,A 和 B 的质量均为 2kg 将 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向上提高,使弹簧从自由长度伸长 10cm后,从静止释放,不计

6、阻力, A 和 B 一起做竖直方向的简谐振动, g 取 10m/s2 已知弹簧处在弹性限度内,对于同一弹簧,其弹性势能只打算于其形变的大小试求：(1) 盒子 A 的振幅.(2) 盒子 A 运动到最高点时, A 对 B 的作用力方向.(3) 小球 B 的最大速度15. 如下列图,一弹簧振子物块质量为m,它与水平桌面动摩 擦因数为 ,开头用手按住物块,弹簧处于伸状态,然后放手,当弹簧回到原长时物块速度为 v1,当弹簧再次回到原长时物块速度为v2 ,求这两次为原长运动过程中弹簧的最大弹性势能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_16. 如图,水平弹簧一端固定,另一端系一质量为 m的小球,弹

7、簧的劲度系数为 k,小球与水平面之间的摩擦系数为 ,当弹簧为原长时小球位于 O点,开头时小球位于 O点右方的 A 点, O与 A 之间的距离为 l 0,从静止释放小球.1. 为使小球能通过 O点,而且只能通过 O点一次,试问 值应在什么范畴 .2. 在上述条件下, 小球在 O点左方的停住点 B 点与 O点的最大距离 l 1 是多少.2分析 1 、小球开头时在 A 点静止, 初始动能为零.弹簧拉长 l o,具有初始弹性势能 kl 0 /2 释放后,小球在弹性力作用下向左运动,克服摩擦力作功,总机械能减小为使小球能通过 O 点,要求初始弹性势能应大于克服摩擦力作的功 mgl 0,于是可得出 值的上

8、限 当小球越过 O点向左运动, 又从左方最远点 B往回 即2向右 运动时,为使小球不再越过 O点,要求初始弹性势能 kl 0 /2小于克服摩擦力作的功 mg（ l 0+2l 1 ）,其中 l 1 是 B 点与 O点的距 离 , 于 是 可 得 出 值 的 下 限即 满 足 1的 范 围可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_kl 04mgkl 0.2mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 设 B 点为小球向左运动的最远点,且小球在B 点能够停住, 就小球克服力作的功应等于弹性势能的削减此外,小球在B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_点所受静摩擦力必需小于最

9、大静摩擦力,由此可得出停住点B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_点与 O点之间的最大距离ll 013可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_17. 图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B 相连, B 静止在水平直导轨上,弹簧处在原长状态另一质量与B 相同的滑块 A,从导轨上的 P 点以某一初速度向 B 滑行当 A 滑过距离 L1 时,与 B 相碰,碰撞时间极短,碰后 A、B 紧贴在一起运动,但互不粘连已知最终A恰好返回到动身点 P并停止滑块 A 和 B 与导轨的滑动摩擦因数都 为,运动过程中弹簧最大形变量为L2,重力加速度为 g.求 A 从 P点动身时的初速度 v0可编辑资料 - - - 欢迎下载