弹簧综合 知识点题库

某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实 验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1  cm.。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=   N(当地重力加速度g=9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是    。作出F-x曲线,得 到弹力与弹簧伸长量的关系。


【选修3-4】

  1. (1) 下列说法正确的是(    )

    A . 在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 B . 弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变 C . 在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小 D . 系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 E . 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向
  2. (2)

    如图,半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为45°,出射光线射在桌面上B点处。测得AN之间的距离为  .现将入射光束在纸面内向左平移,求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时,光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。

小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度是5m/s,将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点。已知该小球重为2N,弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变,弹簧的弹力大小与形变成正比。下列说法正确的是

A . 在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中,小球的动能先变大后变小 B . 从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中,小球的机械能先增大后减小 C . 小球在速度最大时受到的弹力为2N D . 此过程中,弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2N
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.整个实验中个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大小关系必须满足Mm(选题“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(用题中给的已知量表示).

如图所示,在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块,甲的质量是乙的2倍,开始物块乙静止,在乙上系有一个轻质弹簧,物块甲以速度υ向乙运动,在运动过程中(   )

A . 甲的动量变化量大小等于乙的动量变化量大小 B . 弹簧压缩量最大时,甲的速度为零 C . 当乙的速度最大时,甲的速度为零 D . 当乙的速度最大时,甲的速度水平向右
如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长.一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态.当t=0时释放滑块.在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示.已知弹簧的劲度系数k=2.0×102N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s.g取l0m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.弹簧弹性势能的表达式为Ep= kx2(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量).求:

  1. (1) 斜面对滑块摩擦力的大小f;

  2. (2) t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;

  3. (3) 在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W.

如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是(  )

A . 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B . 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C . B能达到的最大高度为 D . B能达到的最大高度为
如图所示.用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中.在下列依次进行的四个过程中,由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统,动量不守恒但机械能守恒的是(  )

A . 子弹射入木块的过程 B . B物块载着子弹一起向左运动的过程 C . 弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程 D . 从A离开墙壁开始,直到弹簧第一次伸长到最大的过程
如图所示,光滑水平面上,质量为2m的小球B连接着轻质弹簧,处于静止;质量为m的小球A以初速度v0向右匀速运动,接着逐渐压缩弹簧并使B运动,过一段时间,A与弹簧分离,设小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,求:

  1. (1) 当弹簧被压缩到最短时,A球的速度;

  2. (2) 弹簧的最大弹性势能;

  3. (3) 弹簧再次恢复原长时,A、B两球的速度.

一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:

  1. (1) 子弹击中A的瞬间A和B的速度

  2. (2) 以后运动过程中弹簧的最大弹性势能.

一轻质弹簧,上端悬挂于天花板,下端系一质量为M的平板,处在平衡状态.一质量为m的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为h,如图所示,让环自由下落,撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长(   )

A . 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒 B . 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 C . 环撞击板后,板的新的平衡位置与h的大小无关 D . 在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2s,振子经a、b两点时速度相同,若它从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为(   )

A . 1 Hz B . 1.25 Hz C . 2 Hz D . 2.5 Hz
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,不计空气阻力,在这一过程中A始终在斜面上,下列说法正确的是(   )

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A . 释放A的瞬间,B的加速度为0.5g B . C恰好离开地面时,A达到的最大速度为 C . 斜面倾角α=45° 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,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长。振动过程中弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则在振动过程中(   )

A . 弹簧的最大弹性势能等于mgA B . 弹簧的弹性势能和物体的动能总和保持不变 C . 物体在最低点时所受弹簧的弹力大小为2mg D . 物体在最低点时的加速度大小为2g
如图,物块A的质量为3m,物块B、C的质量均为m,物块A、B、C置于光滑的水平面上,物块B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与物块B、C接触而不固连,将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把物块B和物块C紧连,使弹簧不能伸展以至于物块B、C可视为一个整体,让物块A以初速度v0沿BC的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起,运动一段时间后断开细线,求:

  1. (1) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能;
  2. (2) 已知弹簧恢复原长时物块C的速度为v0 , 求弹簧恢复原长过程中释放的弹性势能EP
如图所示,足够长的L型木板A静置于水平地面上,其上表面光滑,下表面与水平面间的动摩擦因数为μ。轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块B相连,A、B质量均为m,现对滑块B施加一个水平向右的恒力F,F的大小为2μmg。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块运动过程中弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度为g。则在开始施加F至弹簧第一次伸长到最长的过程中,下列说法正确的是(   )

A . B的速度一直增大 B . A和B组成的系统动量不守恒 C . 刚施加F瞬间,B的加速度大小为μg D . A和B的速度相同时,二者加速度大小相等
如图所示,粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,轨道半径 ,一质量 的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过B点后恰能通过最高点C作平抛运动。已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数 ,AB的长度L=2m,g=10m/s2

  1. (1) 求小滑块通过最高点C时速度 的大小;
  2. (2) 求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能
  3. (3) 保持(2)中的弹性势能不变,仅减小半圆形轨道半径的大小,则轨道半径多大时小滑块从最高点C飞出后的水平位移x最大,x最大值为多少?
如图所示,将轻质弹簧端固定在竖直墙壁上,另一端与一质量为 圆环相连,圆环套在粗糙竖直固定杆上,弹簧水平且处于原长,在过程Ⅰ中,圆环从 处由静止开始下滑,经过 处的速度最大(图中未画出),到达 处的速度为零, ;在过程Ⅱ中,圆环在 处获得一竖直向上的速度 。则恰好能回到 处,弹簧始终在弹性范围内,重力加速度为 。则圆环(  )

A . 过程Ⅰ中,加速度一直增大 B . 过程Ⅱ中,克服摩擦力做的功为 C . 在C处,弹簧的弹性势能为 D . 过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同
如图所示,上表面光滑、长为L、质量为m的长木板放在光滑的水平面上,物块B放在长木板A上表面的右端,A,B均处于静止状态,轻弹簧放在光滑水平面上,左端与固定挡板连接,用质量为 m的物块C压缩弹簧,然后由静止释放物块C,物块C被弹簧弹开后沿水平面向前运动与长木板碰撞并粘在一起(碰撞时间极短),长木板从物块B下面滑过所用时间为t,不计物块B、C的大小。求∶

  1. (1) 物块C与长木板碰撞后粘在一起的共同速度;
  2. (2) 弹簧开始被压缩时具有的弹性势能。
如图所示,在倾角θ=30°的斜面上,质量为0.5kg的滑块(视为质点)从a点由静止下滑到b点时接触轻弹簧,滑块滑至最低点c后,被弹回的最高点为b点。已知ab=0.6m,bc=0.4m,取重力加速度大小g=10m/s2 , 下列说法正确的是(   )

A . 滑块下滑经过b点时的动能为 J B . 弹簧的最大弹性势能为 J C . 从c点到b点弹簧的弹力对滑块做的功为 J D . 从a点到第二次到达b点的过程中滑块和弹簧组成的系统损失的机械能为 J