如图所示,质量均为m的物体A、B通过一根劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离

如图所示,质量均为m的物体A、B通过一根劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离

题型:不详难度:来源:
如图所示,质量均为m的物体A、B通过一根劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离开地面,此过程手做功W1、手做功的平均功率为P1;若将A加速向上拉起,A上升的距离为L2时,B刚要离开地面,此过程手做功W2、手做功的平均功率为P2.假设弹簧一直在弹性限度范围内,则(  )
A.L1=L2=
mg
k
B.L2L1=
2mg
k
C.P2<P1D.W2>W1
魔方格
答案
A、要使B刚要离开地面,则弹力应等于B的重力,即kx=mg
故形变量x=
mg
k
,故两次物体上升的高度均为
mg
k
,故A正确,B错误.
C、当缓慢上提时,A物体的动能不变,提升过程中有拉力、重力做功;因开始时弹簧压缩,B被拉起时伸长,并且压缩时的形变量也为
mg
k
.故在提起的过程中弹力不做功;
由动能定理可知W1-mgL1=0;
W1=mgL1
当加速上提时,同理可知:
W2-mgL2=
1
2
mv22
,则W2=mgL2+
1
2
mv22
.知W2>W1
在加速向上拉起的过程中,时间较短,根据P=
W
t
,知P2>P1.故C错误,D正确.
故选AD.
举一反三
与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为 f.轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作.一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动 l/4.轻杆与槽间的最大静擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.
魔方格

(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;
(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm
(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v′和撞击速度v的关系.
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如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略.当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度分别为(  )
A.a=g,方向向上,a=g,方向向下
B.a=g,方向向上,a=g,方向向上
C.a=g,方向向上,a=0
D.a=0,a=g,方向向下
魔方格
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某实验小组设计一个实验,寻找与弹簧的弹力有关的因素,实验数据作得如图,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系.根据图象判断,下列说法中正确的是(  )
A.由图可知,弹簧的劲度系数为1N/m.
B.由图可知,弹簧的弹力大小为2N的时候,弹簧形变量相等
C.由图可知,弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比
D.由图可知,弹簧伸长0.04m和0.08m时,弹力的大小均为2N
魔方格
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一轻弹簧其弹力与弹簧伸长后的实际长度的关系为F=(200x-40)(式中各物理量均取国际单位制单位),则弹簧的劲度系数为______,弹簧的原长为______.
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水平地面上放一个质量为5kg的铁块放在水平地面上,与之相连的轻质弹簧的原长为x0=12cm,铁块与地面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力拉弹簧.
(1)若将弹簧拉长到x1=17cm,物体恰好能做匀速直线运动,求弹簧的劲度系数k..
(2)若将弹簧拉长到x2=15cm,求此时铁块受到的摩擦力大小.
(3)若在铁块上放一块质量为2kg的物体,要维持物体匀速运动,求此过程弹簧的长度是多少.
(弹簧不超过弹性限度)魔方格
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