高中物理弹簧牛二连接体专题练习.docx
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高中物理弹簧牛二连接体专题练习
弹簧牛二连接体专题练习
一、计算题
1、一弹簧一端固定在倾角为37°光滑斜面的底端,另一端拴住的质量m1=4kg的物块P,Q为一重物,已知Q的质量
m2=8kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=600N/m,系统处于静止,如右图所示.现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,
使它从静止开始斜向上做匀加速运动,已知在前0.2s时间内,F为变力,0.2s以后,F为恒力.求力F的最大值与最小值.(g=10m/s2)
2、物体P放在粗糙水平地面上,劲度系数k=300N/m的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端固定在质量为m=1kg的物体P上,弹簧水平,如图所示。
开始t=0时弹簧为原长,P从此刻开始受到与地面成θ=37°的拉力F作用而向右做
加速度a=1m/s2的匀加速运动,某时刻t=t0时F=10N,弹簧弹力FT=6N,取sin37°=0.6、cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)t=t0时P的速度;
(2)物体与地面间的动摩擦因数μ。
3、质量为m的物块用压缩的轻质弹簧卡在竖直放置在矩形匣子中,如图所示,在匣子的顶部和底部都装有压力传感器,当匣子随升降机以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,匣子顶部的压力传感器显示的压力为6.0N,底
部的压力传感器显示的压力为10.0N(g=10m/s2)
(1)当匣子顶部压力传感器的示数是底部传感器示数的一半时,试确定升降机的运动情况。
(2)要使匣子顶部压力传感器的示数为零,升降机
沿竖直方向的运动情况可能是怎么样的?
4、如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数k=200N/m。
求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?
(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?
(g均取10m/s2)
5、木板甲、乙分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了
2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现将F=1N的水平拉力作用在木块乙上,如图所
示。
求:
(1)木块乙所受摩擦力大小
(2)木块甲所受摩擦力大小
6、如图10所示,位于竖直侧面的物体A的质量mA=0.5kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,物体B与桌面
间的动摩擦因数μ=0.2,轻绳和滑轮间的摩擦不计,且轻绳的OB部分水平,OA部分竖直,取g=10m/s2.
问:
(1)若用水平力F向左拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,所需水平力是多大?
(2)若用与水平方向成37°角斜向左上的外力F′拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,则所需外力F′是多大?
此过程物体B对水平面的压力是多大?
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
7、粗糙的地面上放着一个质量的斜面,斜边部分光滑,底面与地面的动摩擦因数,倾角,在固定在斜面的挡板上用轻质弹簧连接一质量的小球,弹簧劲度系数,现给斜面施加一水平向右为F的恒力作用,使整体向右以匀加速运动,已知,,。
1)求F的大小;
2)求出弹簧的型变量及斜面对小球的支持力大小。
8、如图所示,一根质量可忽略的轻弹簧,劲度系数为k=200N/m,下面悬挂一个质量为m=2kg的物体A处于静止状态
(弹簧在弹性限度以内),用手拿一块木板B托住A往上压缩弹簧至某位置(g=10m/s2).
(1)若突然撤去B的瞬间,A向下运动的加速度为a1=11m/s2,求此位置弹簧的压缩量;
(2)若用手控制B,使B从该位置静止开始以加速度a2=2m/s2向下做匀加速运动,求AB分离时,弹簧的伸长量以及A做匀加速直线运动的时间.
9、如图所示,轻质弹簧上端拴一质量为m的小球,平衡时弹簧的压缩量为x,在沿竖直方向上下振动的过程中,当
小球运动到最低点时,弹簧的压缩量为2x,试求此时小球的加速度和弹簧对地面的压力.
10、如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量相等,均为m,弹簧的劲
度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用沿斜面方向的力F(F未知)拉物块A使之向上做加速度
为a的匀加速运动,当物块B刚要离开C时,沿斜面方向的力为F(F未知)保持此时的值变为恒力,且此时弹簧与物块A连接处断裂,物块A在恒力作用下继续沿斜面向上运动.重力加速度为g,求:
(1)恒力F的大小;
(2)物块A从断裂处继续前进相同的距离后的速度.
、选择题
11、(2010全国理综1)如图6-4,轻弹簧上端与一质量为的木块1相连,下端与另一质量为的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木坂上,并处于静止状态。
现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、
2的加速度大小分别为a1、a2重力加速度大小为g。
则有
A.a1=0,a2=g
C.a1=0,a2=g
B.a1=g,a2=g
D.a1=g,a2=g
12、如图2,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线
悬挂于固定点O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长分别为
△l1和△l2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间
13、如图所示,A、B两小球分别连在轻绳两端,B球另一端用弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面上.A、B两小球的质量分别为mA、mB,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为()
14、(2016开封联考)如图所示,两轻质弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30°角,b弹
簧水平,a、b两弹簧的劲度系数分别为k1、k2,重力加速度为g,则()
A.a、b两弹簧的伸长量之比为
B.a、b两弹簧的伸长量之比为
C.若弹簧b的左端松脱,则松脱瞬间小球的加速度为
D.若弹簧b的左端松脱,则松脱瞬间小球的加速度为g
15、(2016河北五校联盟联考)如图,A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的绳子连在一起,BC之间用轻弹簧栓接,用细线悬挂在天花板上,整个系统静止。
现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是
D.g,g,0
A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪
之间用轻弹簧栓接,用细线悬挂在天花板上,整个系统静止。
现将
断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是
A.1.5g,1.5g,0
B.g,2g,0
C.g,g,g
D.g,g,0
17、(2016山东师大附中质检)如图所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M(m:
M=1:
2)的物块A、B用轻弹相
连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1;当用同样的大小的力F竖直加速提升两物块时,弹簧的伸长量为x2,则x1:
x2等于
A.1:
1
B.1:
2
C.2:
1
D.2:
3
18、如图所示.在光滑水平面上有物体A、B,质量分别为m1、m2.在拉力F作用下,A和B以加速度a做匀加速直线
运动.某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为a1、a2.则()
A.a1=a2=0
19、如图所示,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为和,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质
弹簧连接起来,现用一水平力F向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是()
A.B.C.D.
20、A、B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙,用力F向左推B球将
弹簧压缩,如图所示,然后突然将力F撤去,在撤去力F的瞬间,A、B两球的加速度分别为
高一资料介绍
高一上期中考部分
1.2017—2018学年高一第一学期期中质量检测(物理)
2.2017—2018学年高一第一学期期中质量检测(语文)
3.2017—2018学年高一第一学期期中质量检测(数学)两份
4.2017—2018学年高一第一学期期中质量检测(化学)
物理部分
1.高一物理运动学综合练习--基础
2.高一物理运动学综合练习--提升
3.高一物理牛顿定律综合练习--基础
4.高一物理牛顿定律综合练习--提升
5.传送带专题练习
6.滑板滑块专题练习
7.弹簧牛二连接体专题练习
数学部分
1.2018年数学必修二专项练习
2.2018年数学必修三专项练习
3.2018年数学必修四专项练习
4.2018年数学必修一能力提高卷
5.2018年数学必修一练习——精选高考题
6.2018年数学必修四练习——精选高考题
高一上期末考部分
1.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(语文)
2.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(数学)必修一二
3.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(数学)必修一三
4.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(数学)必修一四
5..2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(英语)
6.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(物理)
7.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(化学)
8.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(生物)
9.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(历史)
10.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(政治)
11.2017—2018学年高一第一学期期末质量检测(地理)
弹簧牛二连接体专题练习参考答案
、计算题
1、解:
设刚开始时弹簧压缩量为x0
则(m1+m2)gsinθ=kx0①
由牛顿第二定律知
kx1﹣m1gsinθ=m1a②
前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为
当P、Q开始运动时拉力最小,此时有
Fmin=(m1+m2)a=36N
当P、Q分离时拉力最大,此时有
Fmax=m2(a+gsinθ)=72N.
2、
(1)0.2m/s;
(2)μ=0.25
【解析】
试题分析:
(
1)设t=t0时,弹簧伸长量为x,此时物体P的速度为v
由胡克定律得:
FT=kx
由匀变速直线运动规律得:
v2=2ax
联立以上两式,代入数据得:
v=0.2m/s
2)设物体P与水平地面的动摩擦因数为μ,则摩擦力Ff=μ(mg-Fsin37°)当t=t0时,由牛顿第二定律得:
Fcos37°-FT-Ff=ma
联解得:
μ
=0.25
考点:
胡克定律;牛顿第二定律;匀变直线运动规律【名师点睛】本题主要考查了胡克定律、牛顿第二定律、匀变直线运动规律,是一个基础题。
解决这样的问题的关键是正确进受力分析和过程分析,特别要注意,压力的大小不等于重力的大小。
3、
(1)设顶部传感器的压力大小为F1,底部传感器的压力大小为F2,由题意可知底部传感器的压力保持不变,
即F2=10N。
(1分)
由牛顿定律可知:
(2分)
故:
(1分)
当匣子顶部压力传感器的示数为底部传感器的示数的一半时,
故升降机的运动情况为匀速直线运动或保持静止。
(2分)
2)欲使匣子顶部压力传感器的示数为零,即F1=0,对物块由牛顿第二定律有:
(2分)
又:
(1分)
故:
此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力,即Ff=5N。
(2分)
(3)由滑动摩擦力公式可得:
Ff=μFN=μmg,(2分)
求得μ=0.25。
(2分)
5、
(1)由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力
Fmax=μFN=0.25×60N=15N,
弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02N=8N,
木块乙受到向右的力F弹+F=9N (2)木块甲受到的最大静摩擦力Fmax′=μFN'=0.25×50N=12.5N, 弹簧的弹力F弹=8N 6、解: (1)若外力F水平,A和B一起向左匀加速运动,受力分析如图3′(2分) 对A根据牛顿第二定律得: FT-mAg=mAa⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2分) 对B在水平方向根据牛顿第二定律得: F-FT-μFN1=mBa⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2分) 竖直方向: FN1-mBg=0⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2分) 解得水平力大小: F=FT+mB(μg+a)=10N⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1分)绳子拉力大小: FT=mA(g+a)=6N⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1分) (2)若拉力F斜向左上,物体A和B一起匀加速运动,受力分析如图4′所示⋯⋯⋯(1分) 对A由 (1)知FT=6N 对B在水平方向根据牛顿第二定律得: F′cos37°-FT-μFN=mBa⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1分) 竖直方向: F′sin37°+FN-mBg=0,⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1分) 解得外力大小: F′==N≈10.9N⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1分) 根据牛顿第三定律得物体B对水平面的压力大小: FN′=FN=N≈3.5N⋯⋯⋯⋯(1分) 7、 (1)整体以匀加速向右运动,对整体应用牛顿第二定律: ,得。 (2)设弹簧的形变量为,斜面对小球的支持力为,对小球受力分析: 在水平方向: 在竖直方向: 解得: ,。 8、 (1)设此时弹簧压缩量为,对A分析,由牛顿第二定律: 2)AB分离时A的加速度为a2,B对A的支持力为0,设此时弹簧伸长量为 对A分析,由牛顿第二定律: 设A匀加速时间为t,则: 9、解析: 设弹簧劲度系数为k, 平衡时: kx=mg 最低点时: k·2x-mg=ma 解得: a=g,方向竖直向上. 最低点时,小球受到的弹力F=k·2x=2mg, 弹簧对地面的压力N=F=2mg,方向竖直向下. 答案: g,竖直向上2mg,竖直向下 10、解: (1)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=mgsinθ F﹣mgsinθ﹣kx2=ma 联立得: F=mg+ma (2)令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和平衡条件可知 mgsinθ=kx1 弹簧与物块A连接处断裂,物块A的瞬时速度为v, 由s=x1+x2 又: v2=2as 物块A在恒力作用下继续沿斜面向上运动,由胡克定律和牛顿定律可知 F﹣mgsinθ=ma2 解得: 答: (1)恒力F的大小是mg+ma; 2)物块A从断裂处继续前进相同的距离后的速度是 、选择题 11、C 名师解析】 抽出木板前,木块1在重力mg与弹簧弹力F作用下处于平衡状态,F=mg;质量为M的木块2受到木板的支持力F'=Mg+F。 在抽出木板的瞬时,弹簧中弹力并未改变,木块1受重力和弹簧向上的弹力作用,mg=F,a1=0。 木块2受重 12、A 【点评】对于轻弹簧或橡皮筋类,若释放端未连接物体,则轻弹簧的弹力可突变为零;若释放端连接物体,则轻弹簧的弹力不能发生突变,释放瞬间其弹力不变。 13、C 14、 15、A 【名师解析】剪断细线前,由平衡条件可知,A上端的细线中拉力为3mg,AB之间细线中拉力为2mg,轻弹簧中拉力 为mg。 在剪断细线的瞬间,轻弹簧中拉力不变,小球C所受合外力为零,C的加速度为零。 AB小球被细线栓在一起, 整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力,由牛顿第二定律,3mg=2ma,解得a=1.5g,选项A正确。 16、A 17、A 名师解析】 对左图,运用整体法,由牛顿第二定律得,整体的加速度a=,对A物体有: F弹-μmg=ma, 得F弹= =kx1,x1=. 对右图,运用整体法,由牛顿第二定律得,整体的加速度a′=,对A物体有: F弹 18、D牛顿第二定律;胡克定律. 【分析】突然撤去拉力F的瞬间,弹簧弹力没有发生变化,所以A受力不变,B只受弹簧弹力作用,根据牛顿第二定 律即可求解. 【解答】解: 当力F作用时,对A运用牛顿第二定律得: 突然撤去拉力F的瞬间,弹簧弹力没有发生变化,所以A受力不变,即a1=a; B只受弹簧弹力作用,根据牛顿第二定律得: 故选D 19、B 【解析】 试题分析: 两木块一起匀加速运动,它们有共同的加速度,对于整体,由 B正确。 考点: 牛顿第二定律、物体的弹性和弹力 名师点睛】两木块之间的距离就是弹簧后来的长度,由胡克定律很容易求出,本题较简单。 20、B 2分) 加速度方向竖直向上。 故升降机的运动情况以大小大于或等于10m/s2*4的加速度向上做匀速直线运动或向下做匀减速 直线运动。 4、答案: (1)6N (2)5N(3)0.25 解析: (1)当物体刚开始被拉动时,弹簧的伸长量为Δx1=11cm-8cm=3cm, 根据胡克定律可得: 弹簧的弹力为: F1=kΔx=200N/m×0.03m=6N,(2分) 此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,即Ffmax=6N。 (2分)
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- 高中物理 弹簧 连接 专题 练习