名校
1 . 如图所示,内壁光滑的直圆筒固定在水平地面上,一轻质弹簧一端固定在直圆筒的底端,其上端自然状态下位于O点处.将一质量为m、直径略小于直圆筒的小球A缓慢的放在弹簧上端,其静止时弹簧的压缩量为x0.现将一与小球A直径等大的小球B从距A小球3x0的P处释放,小球B与小球A碰撞后立即粘连在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,并恰能回到O点.已知两小球均可视为质点,弹簧的弹性势能为kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)小球B的质量mB;
(3)小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值vm.
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)小球B的质量mB;
(3)小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值vm.
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2018-11-10更新
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1261次组卷
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2卷引用:北京市顺义牛栏山第一中学2019届高三第一学期期中考试理科物理
2020高三·全国·专题练习
2 . 随着时代的不断发展,快递业发展迅猛,大量的快件需要分拣。为了快件的安全,某网友发明了一个缓冲装置,其理想模型如图所示。劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间有恒定的滑动摩擦力作用,轻杆向下移动一定距离后才停下,保证了快件的安全。一质量为m的快件从弹簧上端l处由静止释放,沿斜面下滑后与轻杆相撞,轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为f=mg,不计快件与斜面间的摩擦。
(1)求快件与弹簧相撞时的速度大小;
(2)若弹簧的劲度系数为,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x1;
(3)已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量;试求(2)情况下,轻杆向下运动时快件的加速度a,以及轻杆向下移动的最大距离x2。
(1)求快件与弹簧相撞时的速度大小;
(2)若弹簧的劲度系数为,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x1;
(3)已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量;试求(2)情况下,轻杆向下运动时快件的加速度a,以及轻杆向下移动的最大距离x2。
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名校
3 . 如图所示,将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于A点.质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑,与弹簧发生相互作用后,最终停在斜面上.下列说法正确的是( )
A.物体最终将停在A点 |
B.整个过程中物体第一次到达A点时动能最大 |
C.物体第一次反弹后不可能到达B点 |
D.整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功 |
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2019-03-08更新
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943次组卷
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2卷引用:湖南省株洲市醴陵第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题
名校
4 . 如图所示的实验装置,可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能.实验器材有:斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下:
①用适当仪器测得遮光片的宽度为d;
②弹簧放在挡板P和滑块之间,当弹簧为原长时,遮光板中心对准斜面上的A点;
③光电门固定于斜面上的B点,并与数字计时器相连;
④压缩弹簧,然后用销钉把滑块固定,此时遮光板中心对准斜面上的O点;
⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L;
⑥拔去锁定滑块的销钉,记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t;
⑦移动光电门位置,多次重复步骤④⑤⑥。
根据实验数据做出的 图象为如图所示的一条直线,并测得图象斜率为k、纵轴截距为b
(1)根据图象可求得滑块经过A位置时的速度____ ,滑块在斜面上运动的加速度_____ ;
(2)实验利用光电门及公式测量滑块速度时,其测量值____ 真实值(选填“等于”、“大于”或“小于”);
(3)本实验中,往往使用的弹簧弹性系数较大,使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量,则弹簧储存的弹性势能___ ,的测量值与真实值相比,测量值偏_____ (填“大”或“小”)。
①用适当仪器测得遮光片的宽度为d;
②弹簧放在挡板P和滑块之间,当弹簧为原长时,遮光板中心对准斜面上的A点;
③光电门固定于斜面上的B点,并与数字计时器相连;
④压缩弹簧,然后用销钉把滑块固定,此时遮光板中心对准斜面上的O点;
⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L;
⑥拔去锁定滑块的销钉,记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t;
⑦移动光电门位置,多次重复步骤④⑤⑥。
根据实验数据做出的 图象为如图所示的一条直线,并测得图象斜率为k、纵轴截距为b
(1)根据图象可求得滑块经过A位置时的速度
(2)实验利用光电门及公式测量滑块速度时,其测量值
(3)本实验中,往往使用的弹簧弹性系数较大,使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量,则弹簧储存的弹性势能
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5 . 在竖直面内将一半圆形光滑导轨固定在A、B两点,导轨直径AB=2R,AB与竖直方向间的夹角为60°,在导轨上套一质量为m的光滑小圆环,一根光滑弹性轻质细绳穿过小圆环,其两端系于A、B两点,当小圆环位于A点正下方C点时,弹性细绳刚好为原长。现将小圆环从C点无初速度释放,小圆环沿轨道向下运动,记某时刻小圆环所在位置和圆心O的连线与OB的夹角为θ,重力加速度大小为g。
(1)如图1所示,当θ=60°时,求小圆环的速度v1的大小;
(2)如图2所示,若θ=90°时小圆环的速度大小为v2,求此时弹性细绳的弹性势能。
(1)如图1所示,当θ=60°时,求小圆环的速度v1的大小;
(2)如图2所示,若θ=90°时小圆环的速度大小为v2,求此时弹性细绳的弹性势能。
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6 . 在运动会的撑杆跳高项目中,如图所示某运动员在某次撑杆跳高的过程中,从杆发生形变到最后人离开杆的过程,下列说法正确的是( )
A.杆一直对人做负功 |
B.杆一直对人做正功 |
C.弹性势能先增大后减小 |
D.杆对人的弹力方向始终竖直向上 |
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2020-05-09更新
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716次组卷
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2卷引用:浙江省杭州市杭州地区(含周边)重点中学2019-2020学年高一下学期期中物理试题
7 . 如图甲所示,一轻质弹簧左端固定在墙壁上,右端与置于水平面上的质量为m的小滑块相连。在以下的讨论中小滑块可视为质点,弹簧始终在弹性限度内,取弹簧原长时弹性势能为0,且空气阻力可忽略不计。
(1)若水平面光滑,以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,如图甲所示。
①已知弹簧的劲度系数为k,请写出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系式,并借助F-x 图像确定出将小滑块由O点缓慢拉到位置坐标x的过程中,弹簧弹力所做的功。
②小滑块在某轻质弹簧的作用下,沿光滑水平面在O点附近做往复运动,若从小物块向右运动通过O点时开始计时,请在图乙中定性画出小物块所受弹力F随时间t变化的关系图像;
若测得该弹簧的弹性势能Ep与其位置坐标x的关系曲线如图丙所示,其中Ep0和x0皆为已知量,请根据图丙中Ep-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k′。
(2)若水平面不光滑,小滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。如图丁所示,弹簧的劲度系数为k,O为弹簧原长位置,以距O点右侧 的O′为坐标原点,向右为正方向建立坐标轴O′x′。将小滑块沿水平面向右拉到O′右侧的P点,由静止释放小滑块,小滑块可以在水平面上往复运动并最终停下。已知重力加速度为g,并可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。
①证明小滑块被释放后第一次向左的运动的过程中,其受力特点符合以O′为平衡位置的简谐运动的受力条件。并分析如果小滑块在O点最左方停不住,则O到P点距离应满足什么条件;
② 若小滑块被释放后能第2次经过O点而不能第3次经过O点,试分析说明O′到P点距离又应满足什么条件。
(1)若水平面光滑,以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,如图甲所示。
①已知弹簧的劲度系数为k,请写出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系式,并借助F-x 图像确定出将小滑块由O点缓慢拉到位置坐标x的过程中,弹簧弹力所做的功。
②小滑块在某轻质弹簧的作用下,沿光滑水平面在O点附近做往复运动,若从小物块向右运动通过O点时开始计时,请在图乙中定性画出小物块所受弹力F随时间t变化的关系图像;
若测得该弹簧的弹性势能Ep与其位置坐标x的关系曲线如图丙所示,其中Ep0和x0皆为已知量,请根据图丙中Ep-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k′。
(2)若水平面不光滑,小滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。如图丁所示,弹簧的劲度系数为k,O为弹簧原长位置,以距O点右侧 的O′为坐标原点,向右为正方向建立坐标轴O′x′。将小滑块沿水平面向右拉到O′右侧的P点,由静止释放小滑块,小滑块可以在水平面上往复运动并最终停下。已知重力加速度为g,并可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。
①证明小滑块被释放后第一次向左的运动的过程中,其受力特点符合以O′为平衡位置的简谐运动的受力条件。并分析如果小滑块在O点最左方停不住,则O到P点距离应满足什么条件;
② 若小滑块被释放后能第2次经过O点而不能第3次经过O点,试分析说明O′到P点距离又应满足什么条件。
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8 . 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度,其构造如图(a)所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上,下端悬吊0.9N重物时弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置,把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0,以后该重物就固定在弹簧上,和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。
(1)请在图中除0以外的6根长刻度线旁,标注加速度的大小,示数的单位用m/s2表示,加速度的方向向上为正、向下为负。说明标注的原理。
(2)如图(b)所示,若以小球的平衡位置0为坐标原点,竖直向下建立x轴。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内。如果把弹性势能与重力势能的和称为系统的势能,并规定小球处在平衡位置时系统的势能为零,请根据“功是能量转化的量度”,证明:小球运动到0点下方x处时系统的势能。
(3)势能也叫位能,与相互作用的物体的相对位置有关。物体的重力势能总是相对于某一个水平面来说的,选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,在参考平面上方的物体重力势能是正值,在参考平面下方的物体重力势能是负值:请问弹簧的弹性势能可以是负值吗?请用学过的理论分析论证你的观点。
(1)请在图中除0以外的6根长刻度线旁,标注加速度的大小,示数的单位用m/s2表示,加速度的方向向上为正、向下为负。说明标注的原理。
(2)如图(b)所示,若以小球的平衡位置0为坐标原点,竖直向下建立x轴。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内。如果把弹性势能与重力势能的和称为系统的势能,并规定小球处在平衡位置时系统的势能为零,请根据“功是能量转化的量度”,证明:小球运动到0点下方x处时系统的势能。
(3)势能也叫位能,与相互作用的物体的相对位置有关。物体的重力势能总是相对于某一个水平面来说的,选择不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的,在参考平面上方的物体重力势能是正值,在参考平面下方的物体重力势能是负值:请问弹簧的弹性势能可以是负值吗?请用学过的理论分析论证你的观点。
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2021-10-22更新
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357次组卷
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2卷引用:2022届北京市顺义区牛栏山一中实验学校高三上学期第二次月考物理试题
名校
9 . 如图甲所示,一轻质弹簧左端固定在墙壁上,右端与置于水平面上的质量为m的小滑块相连.在以下的讨论中小滑块可视为质点,弹簧始终在弹性限度内,取弹簧原长时弹性势能为0,且空气阻力可忽略不计.
(1)若水平面光滑,以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,如图甲所示.
①请在图乙中画出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系图像.
教科书中讲解了由v - t图像求位移的方法,请你借鉴此方法,并根据F-x图像推导出小滑块在x位置时弹簧弹性势能Ep的表达式.(已知弹簧的劲度系数为k)
②小滑块在某轻质弹簧的作用下,沿光滑水平面在O点附近做往复运动,其速度v的大小与位置坐标x的关系曲线如图丙所示,其中vm和x0皆为已知量,请根据图丙中v-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k′.
(2)若水平面不光滑,且已知小滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ.仍以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,将小滑块沿水平面向右拉到距离O点为l0的P点按住(l0>μmg/k),如图丁所示.计算中可以认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k.
①若放手后小滑块第一次经过O点向左运动至最远点Q,求Q点与O点的距离,并分析如果小滑块在Q点停不住,l0与μ、m和k等物理量之间应满足什么条件;
②若放手后小滑块第二次经过O点后在向右运动的过程中逐渐减速最终静止,求小滑块从P点开始运动的整个过程中所通过的总路程.
(1)若水平面光滑,以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,如图甲所示.
①请在图乙中画出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系图像.
教科书中讲解了由v - t图像求位移的方法,请你借鉴此方法,并根据F-x图像推导出小滑块在x位置时弹簧弹性势能Ep的表达式.(已知弹簧的劲度系数为k)
②小滑块在某轻质弹簧的作用下,沿光滑水平面在O点附近做往复运动,其速度v的大小与位置坐标x的关系曲线如图丙所示,其中vm和x0皆为已知量,请根据图丙中v-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k′.
(2)若水平面不光滑,且已知小滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ.仍以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,将小滑块沿水平面向右拉到距离O点为l0的P点按住(l0>μmg/k),如图丁所示.计算中可以认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k.
①若放手后小滑块第一次经过O点向左运动至最远点Q,求Q点与O点的距离,并分析如果小滑块在Q点停不住,l0与μ、m和k等物理量之间应满足什么条件;
②若放手后小滑块第二次经过O点后在向右运动的过程中逐渐减速最终静止,求小滑块从P点开始运动的整个过程中所通过的总路程.
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2019-11-07更新
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656次组卷
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2卷引用:2019年北京市海淀区高三上学期期中模拟考试物理试题
名校
10 . 弹簧对物体的作用力为变力,在弹性限度内满足胡克定律,弹力做功同时伴随着弹性势能的改变。如图1所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧固定在水平地面上,最上端位于O点。用手持一质量为m的物块从弹簧上端将弹簧缓缓下压到A点,手撤开后,物块保持静止,如图2所示。不计空气阻力,重力加速度为g。以下过程均在弹性限度内。
(1)求O、A两点间的距离d;
(2)若让物块从O点上方某一位置释放,到达O点时的速度大小为v1,然后向下压缩弹簧,如图3所示。O'是A点正下方的一点,且OA=AO'。已知物块到达O'点的速度大小为v2.
a.设弹簧弹力的大小为F,物块与O点间的距离为x,请在图4中画出F随x变化的示意图,并在此基础上,求物块在O'点时弹簧的弹性势能EpO';
b.请从能量的角度分析说明v1=v2.
(1)求O、A两点间的距离d;
(2)若让物块从O点上方某一位置释放,到达O点时的速度大小为v1,然后向下压缩弹簧,如图3所示。O'是A点正下方的一点,且OA=AO'。已知物块到达O'点的速度大小为v2.
a.设弹簧弹力的大小为F,物块与O点间的距离为x,请在图4中画出F随x变化的示意图,并在此基础上,求物块在O'点时弹簧的弹性势能EpO';
b.请从能量的角度分析说明v1=v2.
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2020-07-18更新
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461次组卷
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5卷引用:北京市朝阳区2019-2020学年高一下学期期末物理试题
北京市朝阳区2019-2020学年高一下学期期末物理试题北京市对外经济贸易大学附属中学2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题(选考)(已下线)北京市各区(学校)2020-2021学年高一下学期期末物理试题分类选编:解答题.(已下线)北京市朝阳区三年(2020-2022)高一下学期期末物理试题分题型汇编3-解答题(已下线)第06讲 小球弹簧(蹦极、蹦床)模型-2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过