物理培优材料(关于弹簧的强化训练题)
一、单项选择题
1、如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,则从
A到C的过程中弹簧弹力做功是 ( )
A.mgh-mv2 B.mv2-mgh C.-mgh D.-(mgh+mv2)
2、如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲
面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( )
A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为
mgh
C.B能达到的最大高度为2h D.B能达到的最大高度为4h 3、如图所示,竖直光滑杆固定不动,弹簧下端固定,将滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接,现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h,并作出其Ek﹣h图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,g取10m/s,由图象可知( )
A.轻弹簧原长为0.3m B.小滑块的质量为0.1kg
C.弹簧最大弹性势能为0.5J D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J
4、如图所示,在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块相连.木块处于平衡状态,若再在木块上作用一个竖直向下的力F,使木块缓慢下移0.1m,这个过程中力F做功2.5J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移0.1m的过程中,弹簧弹性势能的增加量( ) A.等于2.5J B.大于2.5J C.小于2.5J D.无法确定
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5、如右图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中( ) A、圆环的机械能守恒
B、橡皮绳的弹性势能先减小后增大 C、橡皮绳的弹性势能增加了mgh D、橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大
6、如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则( ) A.t1时刻小球动能最大 B.t2时刻小球动能最大
C.t2-t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
D.t2-t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
7、如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一质量为m的物体。物体在A处时,弹簧处于原长状态。第一次用手托住物体使它从A处缓慢下降,到达B处时,手和物体恰好自然分开。第二次在A处静止释放物体,物体到达B处时的速度为v,不考虑空气阻力。物体从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.第二次物体在B处的加速度大小等于重力加速度g B.两个过程中弹簧和物体组成的系统机械能都守恒
C.第一次物体克服手的作用力做的功为
D.两个过程中弹簧的弹性势能增加量都等于物体重力势能的减少量
8、如图所示,在倾角θ=30°的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定挡板C,质量相等的两木块A、B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,系统处于静止状态,弹簧压缩量为l.如果用平行斜面向上的恒力F(F=mAg)拉A,当A向上运动一段距离x后撤去F,A运动到最高处时,B刚好不离开C,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.A沿斜面上升的初始加速度大小为 B.A上升的竖直高度最大为2l
C.拉力F的功率随时间均匀增加 D.l等于x 二、计算题
9、如图所示,一劲度系数很大的轻弹簧一端固定在倾角θ=30°的斜面底端,将弹簧压缩至A点锁定,然后将一质量为m的小物块紧靠弹簧放置,物块与斜面问动摩擦因数μ=簧锁定,物块恰能上滑至B点,A、B两点的高度差为ho,已知重力加速度为
.解除弹
g.
(1)求弹簧锁定时具有的弹性势能Ep;
(2)求物块从A到B的时间tl与从B返回到A的时间t2之比;
10、如图所示,轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接,静止在光滑水平面上,物块C紧靠挡板但不粘连.另一质量为m的小物块A以速度v0从右向左与B发生弹性正碰,碰撞时间极短可忽略不计.(所有过程都在弹簧弹性限度范围内)求:
(1)A、B碰后瞬间各自的速度;
(2)弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比.