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    高考物理第二轮复习第22讲弹簧2017新题赏析课后练习含答案

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    高考物理第二轮复习第22讲弹簧2017新题赏析课后练习含答案

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    这是一份高考物理第二轮复习第22讲弹簧2017新题赏析课后练习含答案,共6页。试卷主要包含了25等内容,欢迎下载使用。

    A.弹簧和物块组成的系统机械能守恒
    B.物块克服摩擦力做的功为eq \f(1,2)mv02
    C.弹簧的弹性势能增加量为μmgL
    D.物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和
    题二:如图所示,将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端,现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点,解除锁定后,物体将沿斜面上滑,物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h,已知物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g。则下列说法不正确的是( )
    A.当弹簧恢复原长时,物体有最大动能
    B.弹簧的最大弹性势能为2mgh
    C.物体最终会静止在B点位置
    D.物体从A点运动到静止的过程中系统损失的机械能为mgh
    题三:如图所示,质量相等的A、B两木块叠放在水平地面上,木块B通过一轻弹簧与竖直墙相连,当用F=10 N的水平拉力作用在木块A上时,弹簧的拉力大小为2 N,并处于静止状态。已知A、B两木块之间和A与地面之间的动摩擦因数相等。当突然撤去力F的瞬间,下列说法正确的是( )
    A.A、B整体受到的摩擦力为10 N,方向向右
    B.木块A对地面的摩擦力为2 N,方向向右
    C.木块A受到地面的可能是滑动摩擦力,方向向右
    D.木块B对A的摩擦力为2 N, 方向向左
    题四:如图所示,质量分别为m、M的两滑块叠放在水平面上,在O点一起以速度v向左撞向弹簧,当弹簧被压缩x0时,滑块到达A点且速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开,滑块能够返回O点。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,弹簧原长时弹簧的右端在O点,整个过程弹簧未超出弹性限度,两滑块始终保持相对静止,则( )
    A.从A点到O点的运动过程中,两滑块始终做加速运动
    B.两滑块从O点到A点又到O点的运动过程中,摩擦力做功为2μ(m+M)gx0
    C.与弹簧接触过程中,质量为m的滑块受到的摩擦力的最大值为
    D.当两滑块返回O点时,二者的总动能为(m+M)v2
    题五:如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体B的质量为2m,放置在倾角为30°的光滑斜面上,物体A的质量为m,用手托着物体A使弹簧处于原长,细绳伸直,A与地面的距离为h,物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对挡板恰好无压力,则下列说法正确的是( )
    A.弹簧的劲度系数为eq \f(mg,h)
    B.此时弹簧的弹性势能等于mgh-eq \f(1,2)mv2
    C.此时物体A的加速度大小为g,方向竖直向上
    D.此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动
    题六:如图所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接,物块B沿斜面叠放在物块A上但不黏连。光滑斜面轨道与传送轨道良好对接,传送轨道平面与水平方向倾角也是θ,皮带传动装置顺时针匀速转动,物块A、B质量均为m,初始时两物块均静止。现用平行于斜面方向上的拉力拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,两物块在开始一段时间内的v—t图象如图所示(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g(t1和t2,v1和v2均未知)
    (1)求t2时刻弹簧的形变长度x;
    (2)求t1的值;
    (3)已知θ=37°,传送带两轮轴心相距L=5 m,物体B与皮带间的动摩擦因数μ=0.25。设AB刚好在C点(斜面与传送带的连接点)分离并进入传送轨道,设物体B滑到传送带的C点时速度为8 m/s,物体可视为质点,如果在物体B到达C点的同时撤去拉力F。若传送装置匀速转动的速度v可在v>4 m/s的范围内调节,试推导物体B滑动到顶端D时速度vD随传送带速度v变化的关系式,g取l0 m/s2。(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)
    题七:A、B两球质量分别为m1与m2,用一劲度系数为k的弹簧相连,一长为l1的细线与A球相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端栓在竖直轴上,如图所示。当球A、B均以角速度ω绕OO' 做匀速圆周运动时,弹簧长度为l2。
    (1)此时弹簧伸长量多大?细线拉力多大?
    (2)将细线突然烧断瞬间两球加速度各多大?
    题八:一转动装置如图甲所示,两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点,两轻杆与转轴间夹角均为30°,小球a、b分别套在两杆上,小环c套在转轴上,球与环质量均为m,c与a、b间均用长为L的细线相连,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,且与轴上P点、环c相连。当装置以某一转速转动时,弹簧伸长到,环c静止在O处,此时弹簧弹力等于环的重力,球、环间的细线刚好拉直而无张力。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:
    (1)细线刚好拉直而无张力时,装置转动的角速度ω1。
    (2)如图乙所示,该装置以角速度ω2(未知)匀速转动时,弹簧长为,求此时杆对小球的弹力大小。
    (3)该装置转动的角速度由ω1缓慢变化到ω2,求该过程外界对转动装置做的功。
    弹簧2017新题赏析
    题一:D
    详解:物块与水平面间动摩擦因数为μ,由于摩擦力做功,机械能减小,故A错误;此过程动能转换为弹性势能和内能,根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为-Wf=
    eq \f(1,2)mv02-Ep弹,故B错误,D正确;根据B分析知Ep弹=eq \f(1,2)mv02-μmgL,故C错误。
    题二:A
    详解:由题意,物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g,根据牛顿第二定律可得合力F=mg。对物体受力分析,有重力沿斜面向下的分量为mgsin 30°=mg,由此可知,物块必定受到沿斜面向下的摩擦力,大小为f=mg。物体从弹簧解除锁定开始,弹簧的弹力先大于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和,后小于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和,可得物体先做加速后做减速运动,当弹力等于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和时,速度达到最大,此时弹簧处于压缩状态,选项A不正确;根据能量守恒定律,在物块上升到最高点的过程中,弹性势能变为物块的重力势能mgh和内能,得弹簧的最大弹性势能Ep=mgh+f•2h=2mgh,选项B正确;由于物体到达B点后,瞬时速度为零,最大摩擦力fm=f=mg=mgsin 30°,所以物块将静止在B点,选项C正确;物体从A点运动到静止的过程中系统损失的机械能等于克服摩擦力做的功,大小为∆E=f•2h=mgh,选项D正确。综上本题选A。
    题三:D
    详解:对A、B进行受力分析可知,B水平方向上受弹簧的拉力和A对B向右大小为2 N的静摩擦力,A水平方向受拉力、地面对A向左8 N的静摩擦力和B对A向左的2 N的静摩擦力。突然撤去力F的瞬间,摩擦力发生突变,而弹簧的拉力不能发生突变,再分别对A、B进行受力分析可知,B受弹簧的拉力A对B向右大小为2 N的静摩擦力,A受B向左大小为2 N的静摩擦力和地面向右大小为2 N的摩擦力,选项A、B、C错误,D正确。
    题四:BC
    详解:对两滑块整体而言,从A点到O点的运动过程中,受到水平向右的弹力和向左的摩擦力,开始时弹簧的弹力大于摩擦力,但当弹簧伸长量减小到一定程度,弹力和摩擦力大小相等,此后摩擦力大于弹力,所以两滑块向右运动的过程中,先加速后减速,选项A错误;两滑块从O点到A点又到O点的运动过程中,两滑块在水平面上的总路程均为2x0,则摩擦力做的功Wf=2μ(m+M)gx0,所以选项B正确;两滑块从O点到A点的运动过程中,滑块受到水平向右的弹力和向右的摩擦力,当弹簧的压缩量为x0时,水平方向的合力为F=kx0+μ(m+M)g,此时合力最大,则两滑块的加速度均为,所以质量为m的滑块受到的摩擦力最大值为,选项C正确;滑块从O点到A点又到O点的过程中,由动能定理可得-2μ(m+M)gx0=Ek-(m+M)v2 ,则两滑块的总动能为(m+M)v2-2μ(m+M)gx0,所以选项D错误。
    题五:AB
    详解:物体A刚落地时,弹簧伸长量为h,物体B受力平衡,所以kh=2mgsin θ,所以k=eq \f(mg,h),选项A对;物体A落地前,系统机械能守恒,所以弹性势能等于mgh-eq \f(1,2)mv2,选项B对;物体A刚落地时,对A应用牛顿第二定律得mg-kh=ma,所以a=0,选项C错;物体A落地后,弹簧不再伸长,故物体B不可能离开挡板沿斜面向上运动,选项D错。
    题六:(1) (2)
    (3)当传送带的速度在4 m/s<v<8 m/s的范围内调节时,;当传送带的速度在的范围内调节时,
    详解:详解:(1)由图知,A的加速度为零,速度最大。
    根据牛顿第二定律和胡克定律得mgsin θ=kx, 得。
    (2)由图读出,t1时刻A、B开始分离,对A根据牛顿第二定律,有kx′- mgsin θ=ma,开始时有2mgsin θ=kx0,又x0-x′=at12,联立得。
    (3)当传送带的速度在4 m/s<v<8 m/s的范围内调节时,物体B先以加速度a1减速向上滑行,当速度减到v后又以a2减速向上滑行,物体B滑动到D点时速度vD随速度v的变化关系式是。
    当传送带的速度在的范围内调节时,物体B将以加速度a2减速滑行到D点,,物体B滑动到D点时速度vD随速度v的变化关系式是。
    题七:(1),m1ω2l1+m2ω2(l1+l2)
    (2)A球加速度为,B球加速度为
    详解:(1)在水平方向上进行研究。B球只受弹簧弹力,设弹簧伸长Δl,满足kΔl=m2ω2(l1+l2),则弹簧伸长量,A球受细线拉力FT和弹簧弹力F,做匀速圆周运动,满足FT -F=m1ω2l1,细线拉力FT=m1ω2l1+m2ω2(l1+l2)。
    (2)细线烧断瞬间,A球加速度,B球加速度。
    题八:(1) (2)4mg (3)
    详解:(1)小球做匀速圆周运动,由向心力公式有mgtan 60°=mω12Lsin 30°,解得角速度。
    (2)对环c,由竖直方向受力平衡得2F线cs 60°=mg+F弹;由题,弹簧拉伸和压缩的形变量相同,则F弹=mg。对球a在竖直方向有 FNsin 30°=mg+2F线sin 30°,解得FN=4mg。
    (3)球a做匀速圆周运动,根据向心力公式有FNcs 30°+F线cs 30°=mω22Lcs 30°,a球的线速度 v2=ω2Lcs30°,整个过程弹簧弹性势能的变化量为零,弹簧弹力做的功为零。对系统,由功能关系得
    W=ΔEp+ΔEk=

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