2020高考物理一轮复习专题2-6与弹簧相关的平衡问题千题精练.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/10 2020高考物理一轮复习专题 2-6 与弹簧相关的平衡问题千题精练编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/10 一选择题1（20 xx 全国联考）如图所示，A、B、C三个物体的质量是，A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B、C 用劲度系数 k2 的弹簧相连，弹簧k1 一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。开始时，A、B 两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦。现用竖直向下的力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧、与A、B 相连的绳子始终竖直，到C 物体刚要离开地面（A 没落地，B

2、没有与滑轮相碰），此时 A、B两物体的高度差1122ABCmmmmA.B.2136mgmgkk21312mgmgkkC.D.2166mgmgkk21612mgmgkk【参考答案】D【名师解析】开始时，弹簧k1 的拉力是 A 物体重力的两倍，所以它的拉伸量；弹簧 k2 压力是 B、A两物体的重力差，所以它的压缩量。112mgxk22mgxk当到 C物体刚要离开地面时，弹簧k1 的拉力是 B、C两物体重力和的两倍，所以它的位伸量，；弹簧k2 拉力是 C的重力差，所以它的压缩量，所以B物体上升的高度是118mgxk222mgxk2223Bmghxxk物体 A下降的高度，所以A、B高度差1121312

3、2ABmgmghhxxkk（）21612ABmgmghhhkk，故 D正确，A、B、C错误。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/10 2.（20 xx 全国联考）如图所示，两个质量均为m的小球 A、B 细绳相连，小球A与一个轻弹簧相连，弹簧另一端固定在竖直墙上，小球用一根细线连在天花板上，开始时，两小球都静止不动，这时细线与水平方向的夹角是=45，弹簧水平，重力加速度为g，现突然把细线剪断。在剪断线的瞬间，小球A的加速度大小是A.B.C.2g D.2 2g 5g2g【参考答案】B3.(20 xx 河南洛阳联考)如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为 L 的轻弹簧，一端固定在水平

4、天花板上相距为2L 的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37。若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53(sin 37 0.6)，则等于()A.B.C.D.34【参考答案】A【名师解析】由平衡条件，对左图，2kx1cos 37 mg，(L x1)sin 37 L，对右图，2kx2cos 53 Mg，(Lx2)sin 53L，联立解得。选项A正确。4.(20 xx 启东中学)如图所示,在粗糙水平面上放置 A、B、C、D四个小物块,各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,BAD=120,整个系统保持静止状态.已知 A物块所受的摩擦力

5、大小为 f,则 D物块所受的摩擦力大小为()A.f 32B.f 3【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/10 C.f D.2f【参考答案】C 5质量不可忽略的小球与轻质弹簧相连，穿在光滑的杆上，杆与水平面的夹角为 45.弹簧下端固定于杆上，初始系统静止，现在将系统以加速度g 向右做匀加速运动，当地重力加速度为g.则()A静止时，弹簧对小球的弹力等于小球重力的一半B静止时，杆对小球的弹力小于弹簧对小球的弹力C加速时，弹簧对小球的弹力等于零D加速时，弹簧的形变量是静止时的2 倍【参考答案】C6.两个中间有孔的质量为M的小球 AB用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一

6、轻弹簧。两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球 C上，如图 7 所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。则：A水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mgB连接质量为 m小球的轻弹簧的弹力为mg/3C连接质量为 m小球的轻弹簧的伸长量为mg33kD套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg33k【参考答案】C【名师解析】把三个小球和三根弹簧看作整体，分析受力，利用对称性，由平衡条件可得，水平横杆对质量为M的小球的支持力FN=Mg+mg。选项 A错误。对【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/10 质量为 m小球分析受力，由平衡条件可得，2F1cos30=mg，

7、解得连接质量为m小球的轻弹簧的拉力为F1=mg，选项 B错误。由胡克定律，F1=kx1，解得连接质量为 m小球的轻弹簧的伸长量x1=F1/k=mg。选项 C正确。对套在一水平光滑横杆上的一个小球M分析受力，水平轻弹簧对小球M的作用力 F2=F1sin30=mg，由胡克定律，F2=kx2，解得轻弹簧的形变量x2=F2/k=mg。选项 D错误。123333k3636k7.如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮。A静止在倾角为 45的粗糙斜面上，B悬挂着已知质量mA 3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45减小到 30，A始终相对斜面静止。那么下列说法中正确的是A弹簧的弹力将减小B物体 A对

8、斜面的压力将减小C物体 A受到的静摩擦力将减小D弹簧的弹力及 A受到的静摩擦力都不变【参考答案】C8.如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在固定在天花板上的轻滑轮两侧，物体 A、B的质量都为 m 开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且 A与地面的距离为 h，物体 B静止在地面上放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体 B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是（）A.弹簧的劲度系数为mg/h B天花板受到的拉力大于2mg【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/10 C.此时物体 B的速度大小也为 v D.此时物体 A的加速度大小为 g，方向竖直向上【参考答

9、案】A9.（20 xx 山东理综）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30，弹簧 C水平，则弹簧 A、C的伸长量之比为()A.4B4C12D21【参考答案】D【名师解析】弹簧A、C的伸长量之比等于弹力之比设弹簧B与水平方向的夹角为，对 A、B间的小球受力分析可得FAsin30FBcos，对 B、C间的小球受力分析可得FBcosFC，所以 FC FAsin30，可得，D正确10(20 xx 河北唐山高三月考)如下图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图

10、所示。弹簧测力计示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是()AFB FD FA FC BFD FC FB FACFD FB FA FC DFC FD FB FA【参考答案】C11(20 xx 河南洛阳一模)如图所示，A、B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【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/10 B如果 B对 A有向左的摩擦力，则地面对B也有向左的摩擦力CP点缓慢下移过程中，B对 A的支持力一定减小DP点缓慢下移过程中，地面对B的摩擦力一定增大【参考答案】A

11、B12.(20 xx 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(弹簧与斜面平行)()A.可以为 22 N，方向沿斜面向上B.可以为 2 N，方向沿斜面向下C.可以为 12 N，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mgsin 30 10 N，垂直斜面的分力为 mgcos 3010 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22 N；当最大静摩擦力平行斜

12、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 N。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。13.如图所示，一直杆倾斜固定并与水平方向成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F10 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，g10 m/s2。下列说法正确的是()【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/10 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

13、直杆的摩擦力，方向沿直杆向上D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N【参考答案】AD14.如图 6 所示，三个相同的轻质弹簧连接在O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 x1、x2、x3，则()A.x1x2x312 B.x1x2x3213C.x1x2x312 D.x1 x2x321【参考答案】B【名师解析】对弹簧的结点受力分析可知：kx1cos 30 kx3，kx1sin 30 kx2，联立解得 x1x2x321。选项 B正确。15.(20

14、xx 安徽江淮名校联考)如图所示，轻质弹簧一端系在质量为m 1 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0.5，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，下列说法正确的是()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 N【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】9/10 D.斜面对物块支持力可能为零【参考答案】C16.(20 xx 河北石家庄模拟)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体 B，A和 B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、

15、B均处于静止状态，下列说法中正确的是()A.B 受到向左的摩擦力B.B 对 A的摩擦力向右C.地面对 A的摩擦力向右D.地面对 A没有摩擦力【参考答案】D【名师解析】压缩的弹簧对B有向左的弹力，B有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，选项 A错误；A对 B的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，B对 A的摩擦力向左，选项B错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A没有摩擦力，选项 C错误，D正确。17.(20 xx 广东六校联考)如图，一质量为 m的滑块静止置于倾角为30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与斜面垂直，则()A滑块不可能只受到三个力作用B弹簧可

16、能处于伸长状态C斜面对滑块的支持力大小可能为零D斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg【参考答案】BD18.(20 xx 重庆区期中考试)如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P 上，当物体平【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】10/10 衡时上面的弹簧处于原长状态。若把固定的物体换为质量为2m的物体（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则 x 为A.B.C.D.12mgkk1212()k kmg kk122mgkk12122()k kmg kk【参考答案】A二计算题

17、1.(20 xx 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、B相连，此时弹簧被压短了10 cm，两条线的夹角为60，求：(1)杆对 A球的支持力的大小；(2)C 球的重力大小。【参考答案】(1)(2)N(2)2 N【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Fkx1 N，由共点力平衡可得，FTcos 60F，FN G FTsin 60 联立解得 FT2 N，FN(2)N甲乙(2)对 C球受力分析如图乙所示，由平衡条件可得，2FTsin 60 GC解得 GC 2 N