1、第14讲 弹簧分析题一:如图所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动。两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间A球加速度为_;B球加速度为_。题二:如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,L2水平拉直,物体处于平衡状态。(1)现将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度;(2)若将图甲中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图乙所示,求剪断L2线瞬间物体的加速度。MNaRcb题三:图中a、b、c为三个物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态,( )A
2、.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态题四:一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )A B C D题五:探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为( )AL原0.02 mk500 N/m BL原0.10 mk500 N
3、/mCL原0.02 mk250 N/m DL原0.10 mk250 N/m题六:三个重量均为10N的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不计)( ) A4cm B6cm C8cm D10cm abc p qF题七:如图所示,在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处一静止状态,现开
4、始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d,重力加速度为g。 题八:如图所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计,盘内放一个物体P处于静止,P的质量m=12 kg,弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在t=0.2 s内F是变力,在0.2 s以后F是恒力,g=10 m/s2,则F的最小值是 ,F的最大值是 。F第14讲 弹簧分析题一: 2g; 0详解:对A、B组成的整体,细线上的拉力,以B为研究对象,弹簧上的力等于mg,对A由牛顿第二定律:,得:细线剪断前后,
5、由于弹簧来不及变化,B小球的受力没有发生变化,所以。题二:(1) (2)详解:(1)对图甲的情况,L2剪断的瞬间,绳L1不可伸缩,物体的加速度只能沿切线方向,由mgsin=ma1所以a1=gsin,方向为垂直L1斜向下。 (2)对图乙的情况,设弹簧上拉力为FT1,L2线上拉力为FT2.重力为mg,物体在三力作用下保持平衡,有FT1cos=mg,FT1sin=FT2,FT2=mgtan剪断线的瞬间,FT2突然消失,物体即在FT2反方向获得加速度。因为mgtan=ma2,所以加速度a2=gtan,方向与FT2反向,即水平向右题三: AD详解:如果a的质量较大,N处于拉伸状态而M处于压缩状态,A正确
6、;N和绳子相连,N不可能压缩。B错误;N处于不伸不缩状态,M一定处于压缩状态,C错误;D正确。题四: B详解:用大小为F1的力压弹簧的另一端时,弹簧形变量x1=l0-l1,根据胡克定律有:F1=k(l0-l1);用大小为F2的力拉弹簧时,弹簧形变量x2=l2-l0,根据胡克定律有:F2=k(l2-l0);联立解得:k=,选项B正确。题五: D详解:由胡克定律,F1=k(L1-L原),F2=k(L2-L原),联立解得L原0.10 mk250 N/m,选项D正确。题六: C详解:开始时q弹簧处于压缩状态,由胡克定律,压缩了2cm。c木块刚好离开水平地面时,轻弹簧q中拉力为10N,由胡克定律,轻弹簧
7、q伸长2cm;轻弹簧p中拉力为20N,由胡克定律,轻弹簧p伸长4cm;该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2cm+2cm+4cm=8cm,选项C正确。题七: ,详解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知:kx2=mBgsin FmAgsinkx2=mAa 由以上各式解得:,物块A的位移d:。题八: 240N;360N详解:因为在t=0.2s内F是变力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s时,P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零,由于盘和弹簧的质量都不计,所以此时弹簧处于原长。在00.2s这段时间内P向上运动的距离:x=mg/k=0.4m因为,所以P在这段时间的加速度当P开始运动时拉力最小,此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,又因此时N=mg,所以有Fmin=ma=240N。当P与盘分离时拉力F最大,此时:由牛顿第二定律: 解得:。