弹簧综合 知识点题库

如图所示,A,B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B,C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m,B,C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是(     )


A . 斜面倾角α=30° B . A获得最大速度为 C . C刚离开地面时,B的加速度最大 D . 从释放A到C刚离开地面的过程中,A,B两小球组成的系统机械能守恒
如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接.现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧 C处在水平位置且右端位于 a 点时它没有发生形变.已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2 , 不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的 ,求:

  1. (1) 弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1

  2. (2) a、b两点间的距离L.

如图所示,质量为m1的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧k1上,上端与轻弹簧k2相连,轻弹簧k2上端与质量也为m2物体B相连,物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连,A,B均静止.现缓慢地向小桶P内加入细砂,当弹簧k1恰好恢复原长时,(小桶一直未落地)求

  1. (1) 小桶P内所加人的细砂质量;

  2. (2) 小桶在此过程中下降的距离.

如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,把弹簧压缩到一定程度再反向弹回.从小球接触弹簧到达最低点的过程中,下列说法中正确的是 (   )

A . 小球的速度一直减小 B . 小球的速度先增大后减小 C . 小球的加速度先增大后减小 D . 小球的加速度先减小后增大
某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题,设计了如下实验.A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻绳相连.在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物C的速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为g.实验操作如下:

(I)开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零.现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出C的速度为v.

(II)在实验中保持A,B质量不变,改变C的质量M,多次重复第(1)步.

①该实验中,M和m大小关系必需满足Mm(选填“小于”、“等于”或“大于”).

②为便于研究速度v与质量M的关系,每次测重物的速度时,其已下降的高度应(选填“相同”或“不同”).

③根据所测数据,为得到线性关系图线,应作出(选填“v2﹣M”、“v2 ”或“v2 ”)图线.

④根据③问的图线知,图线在纵轴上截距为b,则弹簧的劲度系数为(用题给的已知量表示).

如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能回到C点.已知重力加速度为g,不计空气阻力,求此过程中:

  1. (1) 物体A向下运动刚到达C点时的速度;

  2. (2) 弹簧的最大压缩量;

  3. (3) 弹簧中的最大弹性势能.

如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为 g,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点过程中,下列说法正确的是(   )

A . 该匀强电场的电场强度为 B . 带电物块和弹簧组成的系统机械能增加量为 C . 带电物块电势能的增加量为mg(H+h) D . 弹簧的弹性势能的增加量为 mg(H+h)

如图所示,在倾角为30°的光滑斜面底部固定一轻质弹簧,将一质量为m的物块B静置于斜面上,平衡时,弹簧的压缩量为x0 , O点为弹簧的原长位置.在距O点距离为2x0 的斜面顶端P点有一质量也为m的物块A,现让A从静止开始沿斜面下滑,A与B相碰后立即粘在一起沿斜面向下运动,并恰好回到O点(A、B均视为质点).试求:

  1. (1) A、B相碰后瞬间的共同速度的大小;

  2. (2) A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;

  3. (3) 若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面最高点P相切,现让物块A以多大初速度从P点沿斜面下滑,才能使A与B碰后在斜面与圆弧间做往复运动?

如图所示,质量为mP=2kg的小球P从离水平面高度为h=0.8m的光滑斜面上滚下,与静止在光滑水平面上质量为mQ=2kg的带有轻弹簧的滑块Q碰撞,g=10m/s2 , 下列说法正确的是(   )

A . P球与滑块Q碰撞前的速度为4m/s B . P球与滑块Q碰撞前的动量为16 kg•m/s C . 它们碰撞后轻弹簧压缩至最短时的速度为2m/s D . 当轻弹簧压缩至最短时其弹性势能为16J
如图所示,甲木块的质量为m1 , 以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后,下列说法不正确的是(   )

A . 甲木块的动量守恒 B . 甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 C . 甲、乙两木块所组成系统的动能不守恒 D . 甲、乙两木块及弹簧组成的系统机械能守恒
如图所示,水平面上OA部分粗糙,其他部分光滑.轻弹簧一端固定,另一端与质量为M的小滑块连接,开始时滑块静止在O点,弹簧处于原长.一质量为m的子弹以大小为v0的速度水平向右射入滑块,并留在滑块中,子弹打击滑块的时间极短,可忽略不计.之后,滑块向右运动并通过A点,返回后恰好停在出发点O处.求:

  1. (1) 子弹打击滑块结束后瞬间,滑块和子弹的共同速度v的大小;

  2. (2) 计算滑块滑行过程中弹簧弹性势能的最大值Ep.

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 和劲度系数 分别为(    )
A . =0.10m,k=500N/m B . =0.10m,k=250N/m C . =0.20m,k=500N/m D . =0.20m,k=250N/m
如图所示,装置的左边AB部分是长为L1=4m的水平台面,一水平放置的轻质弹簧左端固定,并处于原长状态。装置的中间BC部分是长为L2=4.5m的水平传送带,传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动。它与左边的台面等高,并平滑对接,与右边的光滑曲面相切与C点。质量m=1kg的小滑块从曲面上距水平台面h=5m的D处由静止下滑,滑块向左运动,最远到达O点,OA间距x=1m。已知物块与传送带及左边水平台面之间的摩擦因数μ=0.4,弹簧始终处在弹性限度内,g取10m/s2。求:

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  1. (1) 滑块从D到O的过程中与皮带摩擦产生的热量;
  2. (2) 弹簧的最大弹性势能;
  3. (3) 滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度;
  4. (4) 滑块第八次从右边曲面部分滑到皮带上运动的过程中,距离A点的最小值。
如图所示,轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部,一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动。已知弹簧始终处于弹性限度范围内,则下列判断正确的是(   )

A . 物块从接触弹簧到最低点的过程中,加速度大小先变小后变大 B . 物块的动能最大时,弹簧的弹性势能最小 C . 物块的重力势能最小时,弹簧的弹性势能最大 D . 物块从出发点到最低点过程中,物块减少的重力势能小于弹簧增加的弹性势能
如图所示,光滑竖直杆固定,杆上套有一质量为m的小球A(可视为质点),一根竖直轻弹簧一端固定在地面上,另一端连接质量也为m的物块B,一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块B相连,另一端与小球A连接,定滑轮到竖直杆的距离为L。初始时,小球A在外力作用下静止于P点,已知此时整根轻绳伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直,现将小球A由P点静止释放,A沿杆下滑到最低点Q时OQ与杆之间的夹角为37°,不计滑轮大小及摩擦,重力加速度大小为g,下列说法中正确的是(   )

A . 小球A静止于P点时,弹簧的压缩量为 L B . 小球A由P下滑至Q的过程中,弹簧弹性势能减少了 mgL C . 小球A由P下滑至Q的过程中,一定先做加速运动,后做减速运动 D . 若将小球A换成质量为 的小球C,并将小球C拉至Q点由静止释放,则小球C运动到P点时的动能为 mgL
某游乐场的游乐装置可简化为如图所示的竖直面内轨道 ,左侧为半径 的光滑圆弧轨道 ,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角 ,下端点C与粗糙水平轨道 相切, 为倾角 的光滑倾斜轨道,一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为 的小滑块P(可视为质点)从空中的A点以 的初速度水平向左抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道 滑动,经过D点(不计经过D点时的能量损失)后沿倾斜轨道向上运动至F点(图中未标出),弹簧恰好压缩至最短。已知C、D之间和D、F之间距离都为 ,滑块与轨道 间的动摩擦因数为 ,不计空气阻力。求:

  1. (1) 小滑块P经过圆弧轨道上B点的速度大小;
  2. (2) 小滑块P到达圆弧轨道上的C点时对轨道压力的大小;
  3. (3) 弹簧的弹性势能的最大值;
  4. (4) 试判断滑块返回时能否从B点离开,如能求出飞出B点的速度大小;若不能,判断滑块最后位于何处。
如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端前放一个质量为m = 0.1kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带BC的长为l = 1m,沿逆时针方向匀速转动。CD为光滑足够长的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R = 0.4m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ = 0.2,取g = 10m/s2

  1. (1) 若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达C点,求弹簧储存的弹性势能Ep
  2. (2) 若弹簧储存的弹性势能为1.8J,释放弹簧,物块离开弹簧,滑过传送带,通过圆弧轨道的最高点E点后做平抛运动,求平抛运动的水平位移大小;
  3. (3) 若传送带沿顺时针方向以恒定速度v = 4m/s匀速转动,释放弹簧,要使物块离开弹簧,滑过传送带后,能进入半圆轨道且不脱离,求弹簧储存的弹性势能Ep
如图所示,在竖直平面内,某一游戏轨道由直轨道AB和“S”型光滑细管道BCDE平滑连接组成,两段圆弧半径相等,B、D等高,图中θ角均为37°,AB与圆弧相切,AM水平。直轨道AB底端装有弹射系统(弹簧长度很短,长度和质量不计,可以认为弹珠从A点射出),某次弹射系统将直径略小于管道内径的弹珠弹出,弹珠冲上直轨道AB后,到达B点的速度大小为 ,然后进入“S”型光滑细圆管道,最后从管道出口E点水平飞出,落到水平面上的G点(图中未画出)。已知弹珠的质量为 ,B点的高度 ,细圆管道圆弧半径 ,弹珠与轨道AB间的动摩擦因数

  1. (1) 求弹射系统对弹珠做的功
  2. (2) 求弹珠落到水平面上的G点时EG的水平距离L;
  3. (3) 若弹射系统对弹珠做的功 不变,“S”型光滑细圆管道BCDE的圆弧半径 可调,求弹珠落地点到E点的最大水平距离
  4. (4) 若“S”型光滑细圆管道BCDE的圆弧半径 不变,弹射系统对弹珠做的功可变化,小球每次返回A点时以原速度大小反弹,求弹珠在斜面上运动的最大路程
质量为M=20kg的长木板静止在光滑水平面上,轻质弹簧处于原长且与长木板不栓接。质量为m=9.95kg的木块静止在长木板M上表面,M上表面水平,二者间动摩擦因数为μ=0.5,如图所示,一颗质量为m0=0.05kg的子弹以v0=1000m/s的水平速度瞬间射入木块且未穿出。当弹簧被压缩x0=1m时木块和长木板刚好共速,此后一直相对静止,木块从开始运动到与长木板共速所用时间为t0=0.8s,g取10m/s2 , 求∶

  1. (1) 木块和长木板刚好共速时,弹簧的弹性势能;
  2. (2) 木块和长木板能获得的最大速度(可带根号)。
如图所示,质量为 的滑块P(可视为质点)压缩弹簧至A处但不粘连,滑块P与水平面 间的动摩擦因数为 。由静止释放滑块,滑块从 点滑出后做平抛运动落到 点。已知 点高出水平地面 点在 点的正下方, 点的距离为 ,水平面 段的长度为 ,重力加速度 。求:

  1. (1) 滑块压缩弹簧至A处时弹簧储存的弹性势能的大小;
  2. (2) 若在 端平滑连接一水平放置长为 的木板 ,滑块从A处释放后正好运动到 端停止,求木板 与滑块间的动摩擦因数;
  3. (3) 若将水平面 换成光滑的水平面,在 处接一竖直光滑圆轨道,要使滑块恰能通过圆轨道的最高点 ,则圆轨道的半径 为多大。
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