高考物理-弹簧模型解析

高考物理-弹簧模型解析1/2弹簧模型如图甲所示，质量分别为m=1kg、M=2kg的A、B小物块用轻弹簧相连而静止在光滑水平面上,在A的左侧某处另有一个质量也为m=1kg的小物块C以v0=4m/s的速度向右正对A匀速运动,一旦与A接触后就将黏合在一C与A接触前对A施加一个水平向右的瞬时冲量I,从A获得瞬时冲量作用的时刻开头计时,取向右为正方向,其速度随时间变化的图象如图乙所示(C与A未接触前),弹簧始终未超出弹性限度.求：（1）对A施加的瞬时冲量I的大小；（2）在C与A接触前,当A的速度分别为6m/s、2m/s、-2m/s时,求对应状态下B的速度,并在此基础上粗略画出B的速度随时间变化的图象；（3）若C分别在A的速度为vA1=4m/s、vA2=-2m/s时与A接触,试分析这两种状况下在接触后的运动过程中弹性势能最大值Epm1和Epm2答案（1）6N·S （2）02m/s、4m/s(（3）13.5J4.5J质量分别为3m和m轻质弹簧,整个系统原来在光滑水平地面上以速度v0向右匀速运动,如图所示.后来细线断裂,质量为m的物体离开弹簧时的速度变为2v0.求弹簧的这个过程中做的总功.答案mv0211.如图所示，在一个倾角为的光滑斜面底端有一个挡板,物体B和物体C用劲度系数为kA从距离物体B为H处由静止释放,沿斜面下落后与物体B碰撞,碰撞后A与B黏合在一起并马上向下运动,在以后的运动中A、BA、B、C的质量均为M,重力加速度为g,忽视各物体自身的大小及空气阻力.求：（1）A与B碰撞后瞬间的速度大小.（2）A和B一起运动达到最大速度时,物体C对挡板的压力为多大？高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第1页。（3）开头时，物体A从距B多大距离由静止释放时,在以后的运动中才能使物体C恰好离开挡板？高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第1页。答案（1） （2）3Mgsin （3）两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中：（1）当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大?（2）系统中弹性势能的最大值是多少?解析：(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大. 由A、B、C三者组成的系统动量守恒，(2分)解得 (2分)(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为，则mBv=(mB+mC)==2m/s（2分）设物ＡＢＣ速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，依据能量守恒Ep=(mB+mC)+mAv2-(mA+mB+mC)=×(2+4)×22+×2×62-×(2+2+4)×32=12J (4分)25．河南省开封高中2010届高三上学期1月月考如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开头下滑下，与滑块B发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，连续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。已知求：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。解：（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开头滑下的过程中，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有 ①解得： ②滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第2页。 ③高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第2页。解得： ④（2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能定恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量定恒定律有： ⑤ ⑥由机械能定恒定律有：⑦（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有： ⑨ ⑩解之得：（另一组解舍去）⑾滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动： ⑿ ⒀解得之： ⒁如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其外形为半径R=的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2，求：（1）BP间的水平距离。（2）推断m2能否沿圆轨道到达M点。（3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功解：（1）设物块块由D点以初速做平抛，落到P点时其竖直速度为 得 平抛用时为t，水平位移为s，高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第3页。 在桌面上过B点后初速高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第3页。 BD间位移为 则BP水平间距为（2）若物块能沿轨道到达M点，其速度为， 轨道对物块的压力为FN，则解得 即物块不能到达M点（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为， 释放 释放 且 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf， 则可得重庆八中2010届高三上学期第一次月考下图中，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。已知最终A恰好返回动身点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动身时的初速度。解：设A、B质量皆为m，A刚接触B时速度为（碰前），由动能关系，有①A、B碰撞过程中动量守恒，令碰后A、B共同运动的速度为有②碰后A、B先一起向左运动，接着A、B一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A、B的共同速度为，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，利用动能定理，有③此后A、B开头分别，A单独向右滑到P点停下，由动能定理有④由以上各式，解得⑤（2009年深圳一模）光滑水平面上有两个小木块A和B，其质量mA=1kg、mB=4kgm=50g，以V0=500m/s的速度在极短时间内射穿两木块，已知射穿A木块后子弹的速度变为原来的，且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍.求:系统运动过程中弹簧的最大弹性势能.高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第4页。ABv高考物理-弹簧模型解析全文共5页，当前为第4页。ABv0由动量守恒定律：………①而由得：v1=300m/s得：………②子弹穿过B时，子弹与B动量守恒，由动量守恒定律：………③又由…④得：v2=100m/