物理模型化教学——弹簧专题训练修改.doc

高2011级高考复习题弹簧专训 李素廷编辑 第 5 页 共 5 页物理模型化教学弹簧专题训练19 一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为k）、锁舌D（倾斜角 = 450）、锁槽E，以及连杆、锁头等部件组成，如图1所示。设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的摩擦因数均为且受到的最大静摩擦力f=N（N为正压力）有一次放学后，当某同学准备锁门时，他加最大力时，也不能将门关上（此种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态如图2所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x，求：（1）锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小（2）在正压力很大的情况下，仍然能够满足自锁条件，则至少要多大？15如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A，手持木板B托住A缓慢向上压弹簧，至某一位置静止.此时如果撤去B，则A的瞬时加速度为.现用手控制B使之以的加速度向下做匀加速直线运动.求: （1）砝码A能够做匀加速运动的时间？ （2）砝码A做匀加速运动的过程中，弹簧弹力对它做了多少功?木板B对它的支持力做了多少功？AAB18如图所示，劲度系数为k=200N/m的轻弹簧一端固定在墙上，另一端连一质量为M=8kg的小车a，开始时小车静止，其左端位于O点，弹簧没有发生形变，质量为m=1kg的小物块b静止于小车的左侧，距O点s=3m，小车与水平面间的摩擦不计，小物块与水平面间的动摩擦系数为=0.2，取g=10m/s2。今对小物块施加大小为F=8N的水平恒力使之向右运动，并在与小车碰撞前的瞬间撤去该力，碰撞后小车做振幅为A=0.2m的简谐运动，已知小车做简谐运动周期公式为T=2，弹簧的弹性势能公式为Ep=（x为弹簧的形变量），则（1）小物块与小车磁撞前瞬间的速度是多大？（2）小车做简谐运动过程中弹簧最大弹性势能是多少？小车的最大速度为多大？（3）小物块最终停在距O点多远处？当小物块刚停下时小车左端运动到O点的哪一侧？FbaOS甲乙P22如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求：滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多大？LLABC24.如图所示，内壁光滑的木槽质量为mA= m，内直径为2L，置于水平桌面上，槽与桌面间的动摩擦因数为。槽内有两个小球B、C，它们的质量分别是mB = m，mC=2 m。现用两球将很短的轻弹簧压紧（球与弹簧不连接），且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L，这时弹簧的弹性势能为EP = mgL。同时释放B、C球，并假设小球与槽碰撞后不分离，碰撞时间不计。求：（1）第1个小球与槽碰撞后的共同速度？（2）第2个小球与槽碰撞后的共同速度？（3）整个运动过程中，桌面与槽摩擦产生的热量？25（18分）下图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A，从导轨上的P点以某一初速度向B滑行，当A滑过距离时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为，运动过程中弹簧最大形变量为，求A从P出发时的初速度。15、（1）设初始状态弹簧压缩量为x1则kx1mg=m 可得x1=当B以匀加速向下运动时，由于ag，所以弹簧在压缩状态时A、B不会分离，分离时弹簧处于伸长状态. 设此时弹簧伸长量为x2，则mgkx2= m 可得x2=A匀加速运动的位移s=x1+x2= AABs= 解得: （2）x1=x2这一过程中弹簧对物体A的弹力做功为0A、B分离时 由动能定理得：代入得： 19 一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为k）、锁舌D（倾斜角 = 450）、锁槽E，以及连杆、锁头等部件组成，如图1所示。设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的摩擦因数均为且受到的最大静摩擦力f=N（N为正压力）有一次放学后，当某同学准备锁门时，他加最大力时，也不能将门关上（此种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态如图2所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x，求：（1）锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小（2）在正压力很大的情况下，仍然能够满足自锁条件，则至少要多大？19（1）由力的平衡条件可知：kxf1f2cos450 Nsin450 = 0 FNcos450f2sin450 = 0 由、式得正压力的大小： （2）令N趋向于，则有 解得 22如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求：甲乙P滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多大？答案设滑块P滑上乙车前的速度为v，对整体应用动量守恒和能量关系有：mv2MV = 0 E0 = 解之得v = 4m/s 设滑块P和小车乙达到的共同速度v，对滑块P和小车乙有：mvMV = (mM)v mgL= 代入数据解之得：L=m 24.如图所示，内壁光滑的木槽质量为mA= m，内直径为2L，置于水平桌面上，槽与桌面间的动摩擦因数为。槽内有两个小球B、C，它们的质量分别是mB = m，mC=2 m。现用两球将很短的轻弹簧压紧（球与弹簧不连接），且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L，这时弹簧的弹性势能为EP = mgL。同时释放B、C球，并假设小球与槽碰撞后不分离，碰撞时间不计。求：（1）第1个小球与槽碰撞后的共同速度？（2）第2个小球与槽碰撞后的共同速度？LLABC（3）整个运动过程中，桌面与槽摩擦产生的热量？答案（1）释放瞬间：mBvB=mCvC EP = 解得： 物体B经时间t1=先与木槽A相撞 有：mBvB =（mA+mB）v1共解得：v1共= （2）木槽A与B球相撞后，一起向左匀减速运动，加速度 木槽A和球B相撞后速度减为0的时间在（t1+t2）这段时间内，物体C和槽移动的距离之和为：L所以在C 与A相撞前A已停止运动 再经过一段时间，球C和木槽相撞，有：mCvC=（mA+mB+mC）v2共 解得v2共=，方向水平向左. （3）第一次相撞后A与B的总动能全都转化为为摩擦热 第二次相撞后系统的总动能全都转化为为摩擦热 整个过程中桌面和木槽因摩擦而产生的热量为 25（18分）下图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A，从导轨上的P点以某一初速度向B滑行，当A滑过距离时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为，运动过程中弹簧最大形变量为，求A从P出发时的初速度。设A、B质量皆