弹簧模型[教师版]

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1、专业整理弹簧模型专题目录【专题1】与弹簧有关的受力分析问题【专题2】与弹簧有关的瞬时问题【专题3】与弹簧有关的振动问题【专题4】与弹簧有关的分离问题【专题5】与弹簧有关的能量动量问题【专题1】与弹簧有关的受力分析问题【例1】如图,一轻质弹簧其上端固定在升降机的天花板上,下端挂一小球,在升降机匀速竖直下降过程中,小球相对于升降机静止.若升降机突然停止运动,设空气阻力可忽略不计,弹簧始终在弹性限度内,且小球不会与升降机的内壁接触,则以地面为参照系,小球在继续下降的过程中()升降机A.速度逐渐减小,加速度逐渐减小B.速度逐渐增大,加速度逐渐减小C.速度逐渐减小,加速度逐渐增

2、大D.速度逐渐增大,加速度逐渐增大【答案】C【例2】如图示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为()A.m1g/k1B.m2g/k2C.m1g/k2D.m2g/k2【答案】CWORD格式专业整理【解析】此题是共点力的平衡条件与胡克定律的综合题.题中空间距离的变化,要通过弹簧形变量的计算求出.注意缓慢上提,说明整个系统处于一动态平衡过程,直至m1离开上面的弹簧.开始时,下面的弹簧被压缩,比原长短(m1+m

3、2)g/k2,而ml刚离开上面的弹簧,下面的弹簧仍被压缩,比原长短m2g/k2,因而m2移动△x=(m1+m2)·g/k2-m2g/k2=mlg/k2.【例1】如图,一根轻弹簧上端固定在O点,下端系一个钢球P,球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F,吏球缓慢偏移.若外力F方向始终水平,移动中弹簧与竖直方向的夹角且弹簧的伸长量不超过弹性限度,则下面给出弹簧伸长量x与的函数关系图象中,最接近的是()【答案】D【例2】如图,一根轻弹簧上端固定在O点,下端系一个钢球P,球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F,吏球缓慢偏移.若外力F方向始终水平,移动中弹簧与竖直

4、方向的夹角且弹簧的伸长量不超过弹性限度,则下面给出弹簧伸长量x与的函数关系图象中,最接近的是()WORD格式专业整理【答案】D【例1】如图所示(a),一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移s的关系如图(b)所示(g=10m/s2),则下列结论正确的是A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5N/cmC.物体的质量为3kgD.物体的加速度大小为5m/s2【解析】D【例2】用如图2所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加

5、速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块,滑块可无摩擦的滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后,汽车静止时,传感器a、b的示数均为10N(取)图2(1)若传感器a的示数为14N、b的示数为6.0N,求此时汽车的加速度大小和方向.(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.WORD格式专业整理【解析】(1),a1的方向向右或向前.(2)根据题意可知,当左侧弹簧

6、弹力时,右侧弹簧的弹力,代入数据得,方向向左或向后【例1】如图a所示,水平面上质量相等的两木块、,用轻弹簧相连接,这个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力拉动木块,使木块向上做匀加速直线运动,如图所示。研究从力刚作用在木块瞬间到木块刚离开地面瞬间的这一过程,并选定该过程中木块的起点位置为坐标原点,则下面图中能正确表示力和木块的位移之间关系的图象是【解析】A【例2】如图a所示,水平面上质量相等的两木块、,用轻弹簧相连接,这个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力拉动木块,使木块向上做匀加速直线运动,如图所示。研究从力刚作用在木块瞬间到木块刚离开地面瞬间的这一过程,并选定该

7、过程中木块的起点位置为坐标原点,则下面图中能正确表示力和木块的位移之间关系的图象是WORD格式专业整理【解析】A【专题2】与弹簧有关的瞬时问题【例1】在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45o角的不可伸长的轻绳一端相连,如图16所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求:(1)此时轻弹簧的弹力大小(2)小球的加速度大小和方向【解析】(1)水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有断时受到绳的拉力F、重力mg和弹簧的弹力T作用而处于平衡状态

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