练习06弹簧模型-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习

6弹簧模型-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习 1、(2019·浙江奉化高三模拟)如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F与x之间关系的图象可能正确的是(　　) 答案　A 解析　假设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知kx0＝mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得F＋k(x0－x)－mg＝ma，由以上两式解得F＝kx＋ma，显然F和x为一次函数关系，且在F轴上有截距，则A正确，B、C、D错误。 2、(多选)如图所示，质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2 kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力．取g＝10 m/s2.某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间(　　) A．B对A的压力大小为12 N B．弹簧弹力大小为20 N C．B的加速度大小为4 m/s2 D．A的加速度为零 答案：AC 解析：剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F＝mAg＝30 N，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，对A、B整体分析，整体加速度：a＝eq \f(mA＋mBg－F,mA＋mB)＝eq \f(3＋2×10－30,3＋2) m/s2＝4 m/s2 隔离对B分析有：mBg－FN＝mBa， 解得：FN＝(20－2×4) N＝12 N，由牛顿第三定律知B对A的压力为12 N，故A、C正确，B、D错误．] 3.(多选)某课外活动小组为探究能量转换关系,设计了如图所示的实验。质量为m的物块B静置在水平面上,劲度系数为k的轻质弹簧固定在B上,弹簧上端装有特制锁扣,当物体与其接触时会立即被锁住。每次实验让物块A从弹簧正上方的恰当位置由静止释放,都使物块B刚好离开地面。整个过程无机械能损失。实验表明,物块A的质量M不同,释放点距弹簧上端的高度H就不同。当物块A的质量为m时,释放点高度H=h。重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是(　　)。 A.物块A下落过程中速度最大时,物块B对地面的压力最大 B.物块A下落到最低点时,物块B对地面的压力最大 C.当A的质量M=2m时,释放点的高度H= D.当A的质量M=2m时,释放点的高度H= 【答案】BD 【解析】物块A下落过程中到达最低点时,弹簧的压缩量最大,此时物块B对地面的压力最大,A项错误,B项正确;当物块B刚好离开地面时kΔx=mg,由能量关系可知mgh=mgΔx+Ep,当A的质量M=2m时,2mgH=2mgΔx+Ep,解得H=,故C项错误,D项正确。 4.(多选)如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,上端与质量为2 kg的木块A相连,质量也为 2 kg 的木块B叠放在A上,A、B都静止。现在B上施加竖直向上的力F,使B从静止开始向上做匀加速直线运动,且加速度大小为5 m/s2。g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)。 A.施加力F的瞬间,A、B的速度和加速度均为零 B.A、B分离瞬间F的值最小 C.竖直向上力F的最小值为20 N D.竖直向上力 F的最大值为30 N 【答案】CD 【解析】施加力F的瞬间,A、B的速度为零,但加速度不为零,所以A项错误;对A、B整体应用牛顿第二定律有F+kx-(m1+m2)g=(m1+m2)a,所以F=(m1+m2)a+(m1+m2)g-kx,开始A、B都静止,有kx=(m1+m2)g,此时对A、B整体有Fmin=(m1+m2)a=20 N,所以B项错误,C项正确;对木块B,根据牛顿第二定律有F+FN-m2g=m2a,当A、B分离时FN=0,拉力F最大,Fmax=m2(g+a)=30 N,所以D项正确。 5．(多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W。不考虑空气阻力。已知弹簧形变量为Δx时，弹簧获得的弹性势能为eq \f(1,2)k(Δx)2，k为弹簧的劲度系数。关于此过程，下列说法正确的有(　　) A.物体重力势能减少量一定小于W B.弹簧弹性势能增加量一定等于W C.物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W D.若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W 答案　BD 解析　物体在向下运动的过程中，要克服弹簧弹力做功W弹力，根据动能定理知mgh－W－W弹力＝0，故物体重力势能减少量一定大于W，故选项A错误；到达B处时，由平衡条件知kh＝mg，即mgh－W＝eq \f(1,2)kh2＝eq \f(1,2)mgh，弹簧弹性势能增加量一定等于W，选项B正确；物体克服手的支持力所做的功为W，机械能减少W，故