1.-作者xxxx-日期xxxx高中物理春题集合及常见典型考试题【优秀文档】常见春题解析高考要求轻弹簧是理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理场景其中，考察力的概念、物体的平衡、牛顿定律的应用以及能量的转化和守恒定律，是高考题的重点。 这样的题几乎每年都会在高考试卷上看到。 应对它们给予足够的重视。 弹簧类题 突破点 1、弹簧的弹力是由变形决定其大小和方向的力。 当一道题中出现弹簧时，需要注意的是，弹力的大小和方向要始终与当时的变形相对应。 问题中，弹簧力一般应根据 开始变形分析，首先确定弹簧的原始长度位置和当前长度位置，找出变形变量之间的几何关系
2. 状态可能发生的变化。 2、由于弹簧（尤其是软弹簧）的变形变化过程需要一段时间，因此可以认为变形量瞬间不变。 因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力是不同的。 变化，即弹簧的弹力不突然变化。 一、与物体平衡有关的弹簧问题1.（1999年，全国）如图所示，两个木块的质量分别为m1和m2，两个轻质弹簧的刚度系数分别为k1和k2、上木块压在上弹簧上（但不绑紧），整个系统处于平衡状态。 现在慢慢向上抬起上木块，直到它刚好离开上弹簧。 在此过程中，下木块移动的距离为 ( ) A.m1g/k12g/k2 C.m1g/k22g/k2 本题是关于共点力的平衡条件和胡克定律的综合题。 问题中空间距离的变化必须通过弹簧变形变量的计算来计算。 注意慢慢举起，表明整个
3.系统处于动态平衡过程。 当m1离开上弹簧时，下弹簧被压缩，比原来的长度(m1+m2)gk2短。 然而，一旦ml离开上弹簧，下弹簧仍然被压缩。 m2gk2 比原来的长度短，所以 m2 移动了 x(m1 + m2)·gk2 - 如果要求 ml 移动的距离，如何解决这个问题？ 参考答案：C1和S2代表两根轻质杆，刚度系数分别为k1和k2。 弹簧，k1>k2； A和B代表质量分别为mA和mB的两个小块，mA>mB。 如图所示悬挂弹簧和块。 现在要求两个弹簧的总长度最大，所以( )1在上，A在上，1在上，B在上，2在上，A在上，2是在上面，B 在上面。 参考答案：D3。 大弹簧里面有一个小弹簧。
4.弹簧比小弹簧长。 它们的一端是固定的，另一端是自由的。 如图所示，这两个弹簧的刚度系数k1（大弹簧）和k2（小弹簧）分别是多少？ （参考答案k1=100N/m k2=200N/m） 4.（2001年上海高考）如图所示，将质量为m的物体放在两根长度分别为L1、L2的细线上。 L1 的一端悬挂在天花板上。 上图，它与垂直方向的夹角为，L2水平伸直，物体处于平衡状态。 现在剪断L2线，求物体剪断瞬间的加速度 (1) 下面是一位学生的解法： 解L1线 向上的拉力为Tl，L2上的拉力线为T2，重力为mg。 物体在三个力的作用下保持平衡：Tlcos=mg，Tlsin=T2，T2=mgtan。 就在线路被切断的瞬间，T2突然消失，物体被T2逆转。 方向得到加速因子
5、mgtan=ma，故加速度a=gtan，方向与T2方向相反。 你认为这个结果正确吗？ 请对此解决方案发表评论并解释原因。 答案：错误，因为L2被剪切时L1上的张力很大。 此时变化时刻，T2=mgcos，a=gsin (2) 若将图中细线Ll改为长度相同、无质量的轻弹簧，其他条件不变，则求解步骤和结果为和(1)一模一样，即a=gtan，你认为这个结果正确吗？ 请解释原因。 答：是的，因为在L2被剪切的瞬间，弹簧L1的长度没有变化，T1的大小和方向保持不变。 2.动力学相关弹簧问题5.如图所示，在重力场中，一个轻质弹簧的上端悬挂在天花板上，下端连接到一块质量为M的木板上。质量 m 悬挂在木板下方。 当m被切断时
6、后来发现，当板的速度再次达到零时，弹簧刚好可以恢复到原来的长度。 （忽略剪切后m与M之间的相互作用，M与m之间的关系一定是（ ）。参考答案：B6。如图所示，在轻弹簧上固定一块没有质量的薄板。放置一个重物用手将重物向下压到一定程度后，突然松开手，重物就会被弹簧弹射出去，弹射过程中重物的运动。重量与弹簧分离）为（ ） 参考答案： CA. 一直加速 B. 均匀加速 C. 先加速后减速 D. 先减速后加速 分析 物体运动状态的变化取决于因此，物体的精确受力分析是解决这个问题的关键，物体在整个运动过程中受到重力和弹簧弹力的影响，当你第一次放手时，弹力大于重力。 ，合力向上，物体向上
7、加速运动，但随着物体向上运动，弹簧的变形变小，弹力变小，合力减小，加速度减小； 当弹力减小到等于重力时，合力为零，加速度也为零。 此时物体的速度最大； 此后，弹力继续减小，物体所受的合力向下，物体减速。 当弹簧恢复到原来的长度时，两者分离。 7、如图所示，将一个轻弹簧垂直放置在水平地面上，小球A从弹簧正上方一定高度自由落体。 接触弹簧后，开始压缩弹簧。 假设弹簧在此过程中始终遵守胡克定律。 那么在小球压缩弹簧的过程中，有如下说法： 正确答案是（ ） 参考答案：C （试分析小球在最低点的加速度与重力加速度的关系） 8.如图所示，一根轻质弹簧的一端绑在墙上的O点物理资源网，自由延伸到B点，用一个小物体m将弹簧压缩到A点，然后松开。 小物体可以移动到
8、C点静止，物体与水平地面的动摩擦因数恒定。 试判断下列说法正确的是( ) A.从A到B，物体的速度越来越大，从B到CB，物体的速度越来越小。 从A到B速度越来越小，从B到CC加速度不变。物体从A到B先加速后减速，从B开始一直减速。参考答案：C9。 如图所示，一根轻质弹簧的一端与墙壁连接，另一端与物体接触。 当弹簧处于O点时，弹簧没有变形。 现在用力将物体压缩到A点，然后松开。 物体向右移动到C点并静止。 AC 的距离为 L。第二次将物体连接到弹簧上，仍然压缩到 A 点。则第二次停止前物体所走过的总距离 s 可能为：As=L Bs>L Cs
9、情况考虑） 10、将两块木块A、B叠放在垂直的轻弹簧上，如图所示。 已知木块A和B的质量分别为0.42千克和0.40千克。 弹簧的刚度系数k=100N/m，如果一个垂直向上的力F作用在A块上，A块就会以0.5m/s2（g=10m/s2）的加速度从静止状态垂直向上运动。 (1)使木块A作垂直匀加速运动过程中力F的最大值； (2) 如果木块 A 从静止开始匀加速运动，则弹簧的弹性势能减小 0.248，直到 A 和 B 分开。 J，求该过程F在木块上所做的功。 分析：这道题的难点和失点在于，能否通过对这个物理过程的分析，确定两个物体分离的临界点，即两个物体在弹簧的作用下分离时，当物体的加速度和速度相同且相互作用弹力N=0时
10. 完全分开。 解：当F=0时（即不加垂直向上的力F时），假设A、B叠在弹簧上并处于平衡状态，则弹簧的压缩量为x，则kx=(mA+mB )gx=(mA+mB)g/k 对 A 施加力 F，分析 A、B 受力如图所示，对于 A，F+N-mAg=mAa 对于 B kx-N-mBg=mBa 可得可见，当N0时，AB有共同加速度a=a。 根据公式，如果要对A进行均匀加速，随着N减小，FN=0，F达到最大值Fm，即Fm=mA(g+a)=4.41 N，而当N=0时，A和B开始分离。 根据公式，此时弹簧压缩量kx=mB(a+g)x=mB(a+g)/k AB常用速度v2=2a(xx)。 由公式可知，该过程的弹性势能减小 WP=EP=0.248 J 假设F力做功WF，则该过程应为
11.同时运用动能定理或泛函原理WF+EP-(mA+mB)g(xx)=(mA+mB)v2，并注意EP=0.248 J。可见WF×10-2 J 弹簧模型 在高考复习中，我们经常会遇到与“弹簧”相关的问题。 由于弹簧总是与其他物体直接或间接相关，弹簧与其“相关物体”之间总是存在着力、运动状态、动量、能量联系，所以学生普遍感到困难。 本文对此类问题进行分类分析： 1． 最大和最小拉力问题示例 1、刚度系数为k600N/m的轻弹簧两端分别连接质量为m15kg的物体A和B。 将它们垂直静止地放置在水平地面上，如图1所示，现在对物体A施加一个垂直向上的外力F，使物体A开始以匀加速向上运动。
12、物体B刚刚离开地面（假设整个加速过程中弹簧处于弹性极限内，g10m/s2）。 求这个过程中所施加的外力的最大值和最小值。 图1 分析：开始时，弹簧的弹力正好等于A的重力和弹簧压缩量。 最后，物体B即将离开地面。 此时，弹簧的弹力正好等于B的重力。因此，对于物体A高中物理弹簧，通过代入数据即可得到。 一开始F最小，F最大。 当物体B即将离开地面时，F最大，即得解。 2.最大高度问题例2.如图2所示，一块质量为m的钢板连接到一个直立弹簧的上端。 弹簧的下端固定在地面上。 弹簧平衡时的压缩量为。一个物体从钢板正上方距离A自由落下，撞击到钢板上，立即随钢板向下运动，但不相互粘连。 当他们到达最低点后，他们会再次向上移动。 当物体的质量也已知为m时，就可以回到O点。如果物体的质量为2m，仍然从A点出发。
13、从下落开始，物块和钢板回到O点时仍有向上的速度，求物块向上运动的最高点与O点的距离。 图2 分析：物体之前做自由落体运动它与钢板相撞。 如果表示物体与钢板碰撞时的速度，则： 物体与钢板碰撞后，以速度v1向下运动。 由于碰撞时间极短，碰撞过程中动量跟随。 守恒，即：弹簧刚碰撞后的弹性势能。 当它们一起回到O点时，弹簧没有变形，弹性势能为0。根据机械能守恒定律：设质量为2m的木块与钢板碰撞。 由动量守恒定律，向下运动的速度为： 碰撞后，当它们返回到 O 点时，有一定的速度 v，由机械能守恒定律得到： 当具有质量的块体2m处，钢板返回O点，分离。 ，分离后，块体在v处垂直上升，其上升的最大高度为： 可得解。 3． 最大速度和最小速度
14、问题3。如图3所示，刚度系数为k的轻弹簧垂直立在水平地面上。 下端固定在地面上，上端连接质量为m的平板B，处于静止状态。 现在有另一个质量为 m 的块 A 从 B 正上方的高度 h 自由落体，与 B 碰撞并粘在一起。 已知当它们一起向下运动到最大速度时，系统增加的弹性势能和动能相等，求系统的最大速度v。 图3 分析：A落下与B碰撞前的速度v1为： A、B碰撞后共同速度v2为： 当B静止在弹簧上时，弹簧的压缩量为x0，则： A、B一起向下运动达到最大速度v时的位移为x。 此时，A、B的加速度为0，即： 由机械能守恒可知： 解：例4 在光滑的水平面上，有两块质量相等的木块A、B，用中间有一个轻质弹簧。现在对 B 应用恒定水平
15、力F，如图4所示。一段时间后，当A、B的速度等于5m/s时，它们将一起做匀速加速直线运动。 此过程恒力功为100J。 当A、B一起作匀加速运动时，去掉运动过程中的恒力，求块A在后续运动过程中的最小速度。 图4 分析：当去掉恒力F后，A以越来越小的加速度加速。 当弹簧等于原长度时，加速度为零，A的速度最大。 之后，弹簧被压缩到最大，当弹簧再次恢复到原来长度时，速度最小，根据动量守恒定律： 根据机械能守恒定律： 由上面两个方程可得最小速度得到木块A的v0。 4. 最大速度和最小速度问题 例5 有一个水平圆盘，上面放置一个刚度系数为k 的轻弹簧。 它的一端固定在轴O上，另一端系在质量为m的物体A上。 物体A与圆盘之间的最大静摩擦力为Ffm，弹簧的原始长度为L。
16、现在伸出弹簧，将其放在旋转的桌面上，如图5所示。 问题：要使物体相对于桌面静止，圆盘转速n的最大和最小值是多少？ 图5 分析：当转速n较大时，静摩擦力与弹簧弹力同向，即：当转速n较小时，静摩擦力与弹簧弹力同向方向相反，即： 所以圆盘转速n的最大值和最小值分别为： 。 5. 最大加速度问题 例6. 质量分别为m 和M 的两个木块A 和B 用一个刚度系数为k 的轻弹簧连接在一起。 将它们放置在水平地面上，如图6所示，通过外力使木块移动。 A 块被压下一定距离并静止。 释放后，A块做简谐振动。 在A块振动的过程中，B块恰好从未离开地面。 求块A的最大加速度。 图6 分析：去掉外力后，A以无外力的位置为平衡位置做简谐振动。 当A移动到平衡位置上方最大位移时，B正好与平衡位置相反。
17、地面压力为零，此时A的加速度最大，设为am。 对于 A： 根据牛顿第二定律，我们有 B： 因此，方向是向下的。 6.最大振幅例7.如图7所示，小车质量为M，木块质量为m，它们之间的最大静摩擦力为Ff，轻质弹簧的刚度系数为k，将振动系统简化为沿水平地面的简谐运动，假设木块和小作坊不相对滑动，则小车的振幅最大值是多少？ 图7 分析：在最大位移处，M和m相对静止，并且它们具有相同的加速度，因此对于整体： 对于m： 所以由解可知：.7。 最大势能问题示例8。如图8所示，将一块质量为2m的木板静止放置在光滑的水平面上。 木板左侧固定有刚度系数为k的轻质弹簧。 弹簧自由端到达小车右端的距离为L0。 质量为 m 的小木块从木板右端出发，初始速度为 v0。
18、沿着木块向左滑动，最后回到木板右端，以不滑出木板右端即可。 假设木板与木块之间的动摩擦因数为，求弹簧在木块压缩弹簧的过程中（始终在弹性极限内）所具有的最大弹性势能。图8解：当弹簧被压缩到最短点时，具有最大的弹性势能。 假设当m在M上移动时，摩擦力所做的总功产生内能2E。 从初始状态到弹簧，弹簧具有最大的弹性势能，从初始状态到最终状态，系统满足动量守恒定律，即：从初始状态到最终状态弹簧具有最大弹性势能，系统满足能量守恒： 从初态到终态，系统也满足能量守恒，有： 得自： 从上面的例子可以看出，虽然弹簧存在问题综合性很强，物理场景复杂，物理过程很多，只要我们仔细分析物理过程，找出每种现象对应的物理规律，并正确判断物理量之间的关系，这种类型
19.问题将会得到解决。 弹簧问题1 如图3-5-1所示，质量为M的框架放置在水平地面上。 一根轻质弹簧的上端固定在框架上，一端系着一个质量为m的小球。 当球上下振动时，框架永远不会跳起。 当框架对地面的压力为零时，球的加速度为 ( ) Ag B (Mm) g/m C0 D (M+m) g/mMN30°ba 图 3-5- 22 如图如图3-5-2所示，一根倾斜角为30°的光滑杆上覆盖着一个小球和两个轻质弹簧a和b。 两个弹簧一端连接小球，另一端连接销钉M、N固定在杆上，小球处于静止状态。 假设销钉M移开瞬间球的加速度为6m/s2。 如果不移除销钉 M，但移除销钉 N，则球的加速度为 ( g 取 10m/s2) ( ) A1
20、1m/s2，沿杆 B11m/s2 向上，沿杆 C1m/s2 向下，沿杆 D1m/s2 向上，沿杆 abc 向下 图 3-5-33 如图 3-5-3 ，小球的质量为m。 它由三个相同的轻质弹簧 a、b 和 c 拉动。 C垂直向下。 A、b、c 均形成 120° 的角。 当球处于平衡状态时，a、b、c的弹力最大。 比值为331，假设重力加速度为g，则弹簧C被剪切瞬间小球加速度的大小和方向可为( )Ag/2，垂直向下Bg/2，垂直向上Cg /4，垂直向下 Dg/4，垂直向上 4（10国卷1） 如右图，轻弹簧上端与质量为m的木块1相连，下端与另一块木块相连质量为 M 的木块 2。整个系统水平放置在光滑的木板上并静止。现在在水平方向突然拉出木板，假设
21、出来后的一瞬间，木块1、2的加速度分别为。 重力加速度的大小为g。 然后是A、B、C、D、ABF。 图3-5-55 如图3-5-5所示，两个矩形块A、B叠放在垂直的弹簧上。 已知mA=2m，mB=m 现在用大小为F的垂直向下的力压住A块（不超过弹簧的弹性极限）。 当力F突然撤去时，A对B的支撑力是多少？ ABC 图3-5-66 如图3-5-6所示，木块A、B用轻弹簧连接，垂直放置在板C上。A、B、C的质量分别为m、2m、分别为3m。 (1) 若将三者静止放置在水平地面上，则将C沿水平方向快速拉出时，A、B的加速度分别为多少？ 方向是什么？ (2) 如果用手握住板 C，则手必须向 C 施加多大的向下力才能使板 C 立即与 B 分离？ AB 图3-5-
22. 77 如图3-5-7所示，小车置于水平面上，在水平外力的作用下，向右作匀加速水平运动。 放置在小车上的两个物体A、B的质量分别为mA=1kg，mB=它们与小车表面的动摩擦系数分别为A=0.4，B=0.2。 连接两个物体的轻质弹簧的刚度系数为k=10N/m。 假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 当汽车加速度a=/s2时，A、B所受到的摩擦力和弹簧的变形量（g=10m/s2）传感器a传感器bv 图3-5-88 使用图3所示装置-5-8 可测量汽车在平坦路面上匀加速直线行驶的加速度。 该装置是在长方形盒子的前后壁上安装由力敏电阻组成的压力传感器。 两个相同的轻质弹簧夹住一团滑块，可以无摩擦地滑动，两个弹簧中的另一个
23、两端分别压在传感器a、b上。 压力可以直接从传感器的液晶屏上读取。 现在将设备沿着运动方向固定在汽车上高中物理弹簧，传感器b在前，传感器a在后。 当小车静止时，传感器a、b的示值均为10N（取g=10m/s2） （1）若传感器a的示值为14N，求此时小车的加速度大小和方向（ 2）汽车以多大的加速度移动？ 当 时，传感器 a 的示值为零。 图 3-5-99 如图 3-5-9 所示，弹簧刚度系数 k=600N/m，下部悬挂一个未知质量 m 的物体。上端固定在天花板上，物体由质量M=1kg的托盘支撑。 在外力F的作用下，托盘的弹簧正好等于原来的长度，然后托盘以未知的大小a（a
24、外力F最小值为Fmin=6N，最大值为18N。 求：托盘与物体分离时物体m的速度是多少？ （g为10m/s2） CAB10，（05国卷）24（19分） 如图所示，在一个倾斜角为 的光滑斜坡上有两个由轻质弹簧连接的体块A和B。 系统处于静止状态。 现在开始用恒定的力F拉动方块A沿斜面向上移动。 求木块B即将离开C时木块A的加速度a和木块A从开始到此时的位移d。 重力加速度为g。 11 如图3-1-6a所示，质量为m的物体放在两条长度分别为l1和l2的细线上。 l1的一端悬挂在天花板上，与垂直方向的夹角为，l2水平伸直，物体处于平衡状态
25. 现在切割 l2 线，求切割瞬间物体的加速度 (1) 下面是一位学生对这道题的解法： l1l2 图 a 图 b l1l2 图 3-1-6 解：令l1线上的拉力为T1，线上的拉力为T2，重力为mg，物体在三个力的作用下保持平衡，在线被切断的瞬间，T2突然消失，物体获得与 T2 相反方向的加速度。 因为mg tgma，加速度ag tg，方向是T2的反方向。 你认为这个结果正确吗？ 请评估该方案并说明原因 (2) 如果将图a中的细线l1改为长度相同、无质量的轻弹簧，如图3-1-5b所示，其他条件不变，则求解步骤结果与(l)完全相同，即ag tg。 你认为这个结果正确吗？ 请解释原因 12.（江苏物理2009）如图所示，两个质量相等的木块A、B由轻弹簧连接。 B足够长并放置在水平面上。 所有接触面均光滑。 弹簧最初处于其原始长度，并在运动过程中保持在其弹性极限内。 物块A上施加水平恒力，从A、B从静止开始运动到速度第一次相等的过程中，下列说法正确的是A。当A、B的加速度B相等时，系统的机械能最大。当A、B的加速度相等时，A、B之间的速度差最大。 C 当A、B的速度相等时，A的速度达到最大。 D 当A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大【优秀文献】