2017高考物理模拟题精选训练功能关系问题专题02与弹簧相关的功能关系含解析

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1、专题02与弹簧相关的功能关系1.（2017江西红色七校联考）如图所示，一个足够长的斜面，AC部分的长度为4L,C点以下光滑，C点以上粗糙，B是AC的中点.一根原长为2L的轻弹簧下端固定在A点，上端放置7一个长为1八质量为m的均匀木板PQ,木板静止时，弹簧长度变为才L.已知斜面的倾角为0,木板与斜面粗糙部分的动摩擦因数P=2tane,木板受到的最人静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现将木板沿斜面缓慢下圧，当弹簧长度变为L时，释放木板，发现木板的Q端刚好能到达C点；求：（1）弹簧的劲度系数；（2）若木板被截掉三分Z—后，再次将木板沿斜面缓慢下压，当弹簧长度变为L时，释放

2、木板，求木板上端到达C点时的速度大小；（3）若将木板换成一质量为号可看作质点的物块，再次将物块沿斜面缓慢下压，当弹簧长度变为L时，释放物块，求物块被释放后能在斜面粗糙部分前进的距离.【名师解析】（1）当木板静止时，对木板受力分析，运用平衡条件和胡克定律求弹酱的劲度系数.（2）木板从被释放至Q^ijC点，利用动能定理列式.木板被截掉三分之一后再被弾體弹开，再运用动能定理列式，联立可得木板上端到达C点时的速度.（3）根据动能定理求出物块被释放后能在斜面粗糙部分前进的距离.【解答】（1）当木板静止时，对木板受力分析，由力的平衡有：k（2L-yL）=ingsin0,解得弹簧的劲度

3、系数k二警（2）木板从被释放至Q端到C点，设弹簧弹力做功为W,由动能定理有：W-mg*2Lsin（）二0木板被截掉三分之一后再被弹簧弹开，设木板上端到达C点时的速度为「，由动能定理有：w-yirig•才Lsin0二+岭叩陀耳(3)根据动能定理得，W-£mr3Lsin8-知斧sin8解得s寺答:(1)弹簧的劲度系数为虫邑半巴(2)木板上端到达C点时的速度大小为严笃“9•(3)物块被释放后能在斜而粗糙部分前进的距离为号.1.(6分)2(2017湖南怀化期中)已知弹簧的弹性势能EP=^kx2,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。如图，一轻质弹赞竖直立于水平地面上，下端固定，

4、现将一小球从弹赞的正上方由静止释放，不计空气阻力，小球下落并压缩弹簧，弹簧始终处在弹性限度内。已知弹簧的劲度系数k=40N/m.小球释放位置离弹赞上端距离h二］叫小球质最m=lkg,重力加速度萨10m/sl求：(1)小球下落过程的最人速度。(2)弹簧被压缩到最短时小球的如加速度。【名师解析】•(6分)(1)当弹赞弹力等于小球重力吋，小球有最大速度“kx、=mg1分対小球和弹簧构成的系统山机械能守恒定律：mg(h+%))=—mv2+*kx；1分x,=0.25mv=—V10m/s1分2（2）设弹蕃被压缩到最短时小球的加速度为a,弹簧的形变量为x2,对小球和弹箸构成的系统由机械

5、能守恒走律:对小球由牛顿第二定律:=lm«=30m/s21.（2017福建霞汹一中期中）利用弹簧弹射和传送带传动装置对以将工件运送至高处.如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角，倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面R与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，T件与皮带间的动摩擦因数□二0.25.传送带传动装査顺时针匀速转动的速度v=4m/S,两轮轴心相距L=5m,B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑.现将质量沪lkg的工件放在弹赞上，用力将弹赞压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到传送带上的B点时速度v0=8m/s,AB间的距离s二In

6、i.工件可视为质点,g取10m/s2（sin37°=0.6,cos37°=0.8）.求：（1）弹簧的最大弹性势能;（2）工件沿传送带上滑的时间；（3）若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>4m/s的范围内调节，试推导工件滑动到C点时的速度肌随速度v变化的关系式.【名师解析】（1）根据工件离开斜而顶端滑到皮带上的B点时速度v0=8m/s,AB间的距离s二5,通过能量守恒定律求出弹簧的最大弹性势能.（2）因为u

7、带速度在4m/s