专题29 与弹簧相关的平衡问题（提高篇）（解析版）.docx

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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用九.与弹簧相关的平衡问题（提高篇）一.选择题1. （2018河北省衡水中学第一次调研）如图7所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为。点，尸为 环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端拴连一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置，则 （ ）A.弹簧可能处于压缩状态B.大圆环对小球的弹力方向不可能指向。点C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向。点D.大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力，也可能大于球的重力【参考答案】BC【名师解析】若弹簧处于压缩状态，则对小球受力分析可知，重力向下，大圆环对小球的弹力指向。点，弹簧弹力沿 P

2、Q向下，则由平衡条件可知，此三力不可能平衡，选项A错误；因弹簧处于被拉伸状态，则大圆环对小球 的弹力方向沿半径方向向外，不可能指向。点，选项B正确；因小球受重力、弹簧的弹力以及大圆环的弹 力作用，由平衡条件可知，小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定与大圆环对小球的弹力等大反向，指向 。点，选项C正确；根据平行四边形定则，结合儿何关系可知，大圆环对小球的弹力大小等于球的重力， 选项D错误.2.（2016四川成都高新区月考）如图所示，把重为20 N的物体放在倾角为30。的粗糙斜面上并静止，物体右 端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,则弹簧对物体的弹力（弹簧与 斜面

3、平行）（）A.可以为22 N,方向沿斜面向上B.可以为2N,方向沿斜面向下C.可以为12N,方向沿斜面向下D.弹力不可能为零【参考答案】AB【名师解析】将重力分解，平行斜面的向下分力为?gsin 30。= 10 N,垂直斜面的分力为吆cos 30。= 1（人份N,当最大静 摩擦力平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为拉力，等于22N；当最大静摩 擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为推力，等于2 No故弹簧弹力可 以是不大于2 N的推力或者不大于22 N的拉力，也可以没有弹力，故选项A、B正确，C、D错误。3.如图所示，一直杆倾斜固定并与

4、水平方向成30。的夹角；直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻 弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小尸=10 N的力，圆环处于静止状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7, =10m/s2o下列说法正确的是（） 上A.圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC.圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向I-.D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N【参考答案】AD【名师解析】由于尸=10N/g=5N,所以圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下, 意图如图所示，由几何知识可得，圆环受到直杆的弹力大小等于2.5小N, 摩擦力，方向沿直杆向下，大小等于

5、2.5 N,选项C错误，D正确。F/ G 5选项A正确；画出圆环受力示选项B错误；圆环受到直杆的的动摩擦因数为0.7, =10m/s2o下列说法正确的是（） 上A.圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC.圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向I-.D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N【参考答案】AD【名师解析】由于尸=10N/g=5N,所以圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向下, 意图如图所示，由几何知识可得，圆环受到直杆的弹力大小等于2.5小N, 摩擦力，方向沿直杆向下，大小等于2.5 N,选项C错误，D正确。F/ G 5选项A正确；画出圆环受力示选项

6、B错误；圆环受到直杆的4.如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O第2页，共7页点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30。，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为片、及、&，则0000000/0000000/()Ar ： X2 : X3=y3 ： I ： 2Bjq : xi :4=2 ： 1 ：小C.xi : X2 :月=1 ： 2 ：小Djti : X2 :内=小：2 ： 1【参考答案】B【名师解析】对弹簧的结点受力分析可知：Amicos 30=kxy, Zisin 300=te联立解得xi ：入2 ：

7、冷=2 ： 1 :小。选项B正 确。5. (2016安徽江淮名校联考)如图所示，轻质弹簧一端系在质量为m= kg的小物块上，另一端固定在墙 上。物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为37。，已知斜面倾角。=37。，斜面与小物块间的动摩 擦因数=().5,斜面固定不动。设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，下列说法正确的A.小物块可能只受三个力B.弹簧弹力大小一定等于4 NC.弹簧弹力大小不可能等于3 ND.斜面对物块支持力可能为零【参考答案】C【名师解析】假如物块受3个作用力，重力、斜面的支持力以及摩擦力，则?gsin 37。=6 N,而最大静摩擦力为吆cos 37=4N 选项

8、A正确。 k、+ &9 （2016河南洛阳一模）如图所示，4、8两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上的P点，另一端与A连接。下列说法中正确的是（）A.如果B对A无摩擦力，则地面对B也无摩擦力B.如果8对人有向左的摩擦力，则地面对8也有向左的摩擦力C.。点缓慢下移过程中，8对A的支持力一定减小D. P点缓慢下移过程中，地面对8的摩擦力一定增大【参考答案】AB【名师解析】如果B对A无摩擦力，由牛顿第三定律可知，A对8也无摩擦力，则8对地面无运动趋势，地面对B没有 摩擦力作用，A正确；如果/，对4有向左的摩擦力，则A对B有向右的摩擦力作用，从而使8有向右运动 的趋势，则地面对8

9、有向左的摩擦力，B正确；若弹簧已处于拉伸状态，在P点缓慢下移过程中，弹簧的 拉伸形变量减小，弹簧对从斜向上的拉力减小，则8对A的支持力增大，C错误：若弹簧已处于拉伸状态， 在P点缓慢下移的过程中，弹簧的拉伸形变量将减小，当弹簧的形变量为零时，A与从8与地面间的摩擦 力变为零，D错误。第5页，共7页 二.计算题1.(2019陕西省商洛市调研)如图所示，两木块A、8质量均为加，用劲度系数为人原长为的轻弹簧连在 一起，放在倾角为Q的传送带上，两木块与传送带间的动摩擦因数均为，用与传送带平行的细线拉住木块 A,传送带按图示方向匀速转动，两木块处于静止状态，重力加速度为g.求：(1)人、B两木块之间的距

10、离；(2)剪断细线瞬间，A、8两木块加速度分别为多大.【参考答案】八皿立泮工(2)2g(sin a+cos a) 0【名师解析】(1)隔离 8木块受力分析，由平衡条件可得/并= ?gsin a+4/gcos a由胡克定律尸并=%心得两木块间的距离为i?gsina+mgcosaLa8=L+=L+1jc(2)剪断细线瞬间弹簧弹力不变，对木块B由牛顿第二定律得广井一(mgsin a+用geos a)=man 解得劭=().对于木块 A 有 Fir +x/wgeos a+/gsin u=tna解得 tM = 2g(sin a+cos a).2.(2016衡水中学高三初考)(20分)如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重力均为2 N的球A、B,在两球之 间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10 N/m,用两条等长的线将球C与A、8相连，此时弹簧被压短了 10cm, 两条线的夹角为60。，求：杆对A球的支持力的大小；(2)。球的重力大小。【参考答案】(1)(2+45)N (2)2小N第6页，共7页【名师解析】（1）对A球受力分析如图甲所示，由胡克定律可得，弹力”=K=1N,由共点力平衡可得，Frcos 60 = F, &=G+尸ysin 60。联立解得Ft=2N, Fn=（2+小）N（2）对C球受力分析如图乙所示，由平衡条件可得，2FTsin600=Gc解得 Gc=2，5 N第7页，共7页