命题点18 弹簧、弹性绳类试题专练-【一战成名新中考】2024贵州中考物理·分层作业本

书 分层作业本·贵州物理 模 块 四 力 学 命题点１８　弹簧、弹性绳类试题专练 （贵州２０２３．１５；贵阳１０年８考，近５年必考） 模型分析 一、水平方向的弹簧模型 １．小球在光滑水平面上运动（无摩擦和阻力） 如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，Ｏ 点是弹簧保持原长时小球的位置．现将小球压缩到Ａ位置释放，小球将在ＡＢ之 间做往复运动（已知整个过程在弹簧的弹性限度范围内，不计空气阻力），分析如下： 运动过程 小球的水 平受力分析 小球速度 变化分析 小球的动能和弹簧的弹性势能变化分析 由Ａ到Ｏ 水平向右的 弹力 逐渐增大，到 Ｏ点最大 小球的动能增大，在Ｏ点最大；弹簧的弹性势能减小，在Ａ点最大， 在Ｏ点为０ 由Ｏ到Ｂ 水平向左的 弹力 逐渐减小，到 Ｂ点为０ 小球的动能减小，在Ｂ点为０；弹簧的弹性势能增大，在Ｂ点最大 由Ｂ到Ｏ 水平向左的 弹力 逐渐增大，到 Ｏ点最大 小球的动能增大，在Ｏ点最大；弹簧的弹性势能减小，在Ｂ点最大， 在Ｏ点为０ 由Ｏ到Ａ 水平向右的 弹力 逐渐减小，到 Ａ点为０ 小球的动能减小，在Ａ点为０；弹簧的弹性势能增大，在Ａ点最大 特别提醒 在上述装置中，小球的机械能不守恒，但小球与弹簧组成的装置整体机械能守恒． ２．小球在粗糙水平面上运动（有摩擦力） 如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，Ｏ 点是弹簧保持原长时小球的位置．现将小球压缩到 Ａ位置释放，小球将在 ＡＢ （ＡＯ＞ＯＢ）之间做往复运动（已知整个过程在弹簧的弹性限度范围内，不计空气阻力），小球向右运 动到Ｏ１时，弹簧弹力等于摩擦力，小球向左运动到Ｏ２时，弹簧弹力等于摩擦力，分析如下： 由Ａ到Ｂ，小球受到水平向左的摩擦力 运动 过程 小球的水平 受力分析 合力 方向 小球的速 度变化 小球的动 能变化 弹簧的弹 性势能变化 机械能 及其转化 Ａ到 Ｏ１ 水平向右的弹力大 于水平向左的摩 擦力 向右 逐渐增大 逐渐增大 逐渐减小 Ｏ１点 弹力等于摩擦力 无 最大 最大 ／ Ｏ１ 到Ｏ 水平向右的弹力小 于水平向左的摩 擦力 向左 逐渐减小 逐渐减小 逐渐减小，在 Ｏ 点为０ 弹簧的弹性势能转化为 小球的动能和小球克服 摩擦力做功的内能 Ｏ到 Ｂ 水平向左的弹力和 水平向左的摩擦力 向左 逐渐减小，在 Ｂ点为０ 逐渐减小，在 Ｂ点为０ 逐渐增大，在 Ｂ 点达到峰值，但 小于Ａ点 小球的动能转化为弹簧 的弹性势能和小球克服 摩擦力做功的内能 １８ 分层作业本·贵州物理 模 块 四 力 学 由Ｂ到Ａ１，小球受到水平向右的摩擦力 运动 过程 小球的水平 受力分析 合力 方向 小球的速 度变化 小球的动 能变化 弹簧的弹 性势能变化 机械能 及其转化 Ｂ到 Ｏ２ 水平向左的弹力大 于水平向右摩擦力 向左 逐渐增大 逐渐增大，在Ｏ２ 点达到峰值，小于 Ｏ１点 逐渐减小 Ｏ２ 点 弹力等于摩擦力 无 达到峰值，小 于Ｏ１点 达到峰值，小 于Ｏ１点 ／ Ｏ２ 到Ｏ 水平向左的弹力小 于水平向右的摩 擦力 向右 逐渐减小 逐渐减小 逐渐减小，在 Ｏ 点为０ 弹簧的弹性势能转化为 小球的动能和小球克服 摩擦力做功的内能 Ｏ到 Ａ１ 水平向右的弹力和 水平向右的摩擦力 向右 逐渐减小，在 Ａ１点为０ 逐渐减小，在 Ａ１点为０ 逐渐增大，在 Ａ１ 点 达 到 峰 值，但小于Ｂ点 小球的动能转化为弹簧 的弹性势能和小球克服 摩擦力做功的内能 二、竖直方向的弹簧模型 如图所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上，在弹簧正上方Ｏ点释放一个重为 Ｇ的金属小球，小球下落到Ａ点时与弹簧接触并压缩弹簧至最低点Ｂ点，其中到Ｃ 点时，弹力等于重力，已知整个过程在弹簧的弹性限度范围内，不计空气阻力，分析 如下： 运动 过程 小球受力分析 合力 方向 小球速 度分析 小球 的 动 能分析 弹簧的弹 性势能分析 机械能转化分析 由Ｏ 到Ａ 竖直向下的重力 向下 逐渐 增大 逐渐增大 ０ 小球的重力势能转化为小球的 动能 由Ａ 到Ｃ 竖直向下的重 力大于竖直向 上的弹力 向下 逐渐 增大 逐渐增大 逐渐增大 小球的重力势能转化为小球的动 能和弹簧的弹性势能 Ｃ点 重力等于弹力 无 最大 最大 ／ ／ 由Ｃ 到Ｂ 竖直向下的重 力小于竖直向 上的弹力 向上 逐 渐 减 小，到 Ｂ 点为０ 逐渐减小， 到Ｂ点为０ 逐渐增大， 在 Ｂ点 时 最大 小球的机械能转化为弹簧的弹性 势能 三、弹性绳分析 如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在Ｏ点，另一端系住运动员， 运动员从Ｏ点自由下落，到Ａ点处弹性绳自然伸直，Ｂ点是运动员受到的重力与弹 性绳对运动员拉力相等的点，Ｃ点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），分 析如下： ２８ 分层