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1、- 1 -专题专题 0707 弹簧问题弹簧问题1(2017 福建霞浦一中期中)蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(共弹力满足 F=kx,弹性势能满足 EP=kx2,x 为床面下沉的距离,k 为常量) 质量为 m 的运动员静止站在蹦床上时,床面下沉;蹦床比赛中,运动员经过多次蹦跳,逐渐增加上升高度,测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为t运动员可视为质点,空气阻力忽略不计,重力加速度为 g则可求( )A常量 k=B运动员上升的最大高度 h=g(t)2C床面压缩的最大深度 x=x0+D整个比赛过程中运动员增加的机械能E=mg2(t)2【参考答案】AC- 2 -整个比赛过程中运动员增加的机械能等于运动员从
2、 x0处到最高点的重力势能与减小的弹性势能的差,即:E=mg(x0+h)=mgx0+mg2(t)2=mgx0+mg2(t)2故 D 错误2(2016辽宁师大附中一模)如图所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为m的小球,自弹簧正上方h高处由静止释放,则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(弹簧的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是( )A小球的机械能守恒B重力对小球做正功,小球的重力势能减小C由于弹簧的弹力对小球做负功,所以小球的动能一直减小D小球的加速度先增大后减小【参考答案】B 3(2015天津理综,5)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连
3、接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( ) A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgL3C圆环下滑到最大距离时,所受合力为零- 3 -D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【参考答案】B 【名师解析】圆环在下落过程中弹簧的弹性势能增加,由能量守恒定律可知圆环的机械能减少,而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,故 A、D 错误;圆环下滑到最大距离时速度为零,但是加速度不为零,即合外力不为零,故 C 错误;圆环重力势能减少了mgl,由能3量守恒定律知弹簧弹性势
4、能增加了mgl,故 B 正确。34.(2015江苏单科,9)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,ACh。圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。则圆环( )A下滑过程中,加速度一直减小B下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv21 4C在C处,弹簧的弹性势能为mv2mgh1 4D上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度【参考答案】BD 5(2016河南洛阳高三质检)在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量
5、均为m,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一- 4 -恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开C时,A的速度为v,则此过程(弹簧的弹性势能与弹簧的伸长量或压缩量的平方成正比,重力加速度为g) ( )A物块A运动的距离为2mgsin kB物块A加速度为F 2mC拉力F做的功为mv21 2D拉力F对A做的功等于A的机械能的增加量【参考答案】AD 6 (2017 江苏七校期中联考)如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为 m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内) ,其速度 v 和弹簧压缩量
6、x 之间的函数图象如图乙所示,其中 A 为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,取 g=10m/s2,则下列说法正确的是( )- 5 -A小球刚接触弹簧时加速度最大B当x=0.1m 时,小球处于失重状态C该弹簧的劲度系数为 20.0N/mD从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能一直减小【参考答案】CD7. 如图所示,劲度系数为 k 的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为 R 的圆环顶点 P,另一端系一质量为 m 的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于 A 点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为 v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是( )A从 A 到 B 的过程中,小球的机械能守恒B从 A 到 B 的过程中,小球的机械能增加- 6 -C小球过 B 点时,弹簧的弹力为 mg+ D小球过 B 点时,弹簧的弹力为 mg【参考答案】C如图所示,劲度系数为 k 的轻质弹簧,一端系在竖直放置、半径为 R 的光滑圆环顶点 P 处,