重難點(diǎn)02 相互作用之繩、桿、彈簧模型(原卷版)-2025年高考物理【熱重難點(diǎn)】專練(天津?qū)S茫第1頁(yè)
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重難點(diǎn)02相互作用之繩、桿、彈簧模型考點(diǎn)2025考向預(yù)測(cè)考點(diǎn)1:輕繩模型(“活結(jié)”與“死結(jié)”)高考對(duì)繩、桿彈簧模型注重選擇單個(gè)物體或多個(gè)物體為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,充分考慮各力的產(chǎn)生條件和應(yīng)用范圍。利用合成法或分解法對(duì)力進(jìn)行處理,應(yīng)用平衡條件,建立等式求解??疾榭忌鷮?duì)本章知識(shí)的理解和掌握情況的同時(shí),考查考生的情景分析能力,理解與反思質(zhì)疑的能力,提取信息進(jìn)行物理圖景建構(gòu)的能力,應(yīng)用基本規(guī)律分析、推理和計(jì)算的能力,科學(xué)探究能力。同時(shí)也考查內(nèi)容主要體現(xiàn)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)中運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、模型建構(gòu)和科學(xué)推理要素??键c(diǎn)2:計(jì)算繩子承受最大拉力問題考點(diǎn)3:桿模型(“自由桿”與“固定桿”)考點(diǎn)4:彈簧串并聯(lián)問題(勁度系數(shù)結(jié)論)考點(diǎn)5:彈簧物體彈簧模型(整體分析思想)考點(diǎn)6:彈簧與繩子的突變問題(兩種)考點(diǎn)7:彈簧中多個(gè)物體的分離問題【情境解讀】【高分技巧】1、輕繩模型(“活結(jié)”或“死結(jié)”)繩:繩是物體間連接的一種方式,當(dāng)多個(gè)物體用繩連接的時(shí)候,其間必然有“結(jié)”的出現(xiàn),根據(jù)“結(jié)”的形式不同,可以分為“活結(jié)”和“死結(jié)”兩種.“活結(jié)”的的特點(diǎn):①.繩子的結(jié)點(diǎn)可隨繩移動(dòng)②.“活結(jié)”兩側(cè)繩子仍為一根繩,所以兩側(cè)繩子拉力一定相等死結(jié)的特點(diǎn):①.繩子的結(jié)點(diǎn)不可隨繩移動(dòng)②.“死結(jié)”兩側(cè)的繩子因打結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩子,因此由“死結(jié)”分開的兩端繩子上的彈力不一定相等2、計(jì)算繩子承受最大拉力問題模型一:當(dāng)逐漸增大所掛重物的質(zhì)量時(shí),哪根繩受的拉力最大則哪根繩最先斷問題時(shí),若各段繩子承受的最大拉力相同時(shí),用三角形法則畫圖.從圖象可得那個(gè)力最大,則對(duì)應(yīng)的那根繩子最先斷.從圖象可知的力較大,則對(duì)應(yīng)的繩子最先斷.模型二:當(dāng)逐漸增大所掛重物的質(zhì)量時(shí),哪根繩受的拉力最大則哪根繩最先斷問題時(shí),若各段繩子承受的最大拉力不相同時(shí),方法:用三角形法則畫圖.根據(jù)圖象利用三角函數(shù)求出的關(guān)系,假設(shè)當(dāng)最大時(shí),求出對(duì)應(yīng)的,若則對(duì)應(yīng)的那根繩子最先斷.若則對(duì)應(yīng)的那根繩子最先斷3、桿模型(“自由桿”與“固定桿”)輕桿是物體間連接的另一種方式,根據(jù)輕桿與墻壁連接方式的不同,可以分為“活動(dòng)桿”與“固定桿”.Ⅰ:“固定桿”固定桿:就是將輕桿固定在墻壁上(不能轉(zhuǎn)動(dòng))“固定桿”的特點(diǎn):輕桿上的彈力方向不一定沿著桿的方向。Ⅱ:“活動(dòng)桿”所謂“活動(dòng)”,就是用鉸鏈將輕桿與墻壁連接,可以轉(zhuǎn)動(dòng).“活動(dòng)桿”的特點(diǎn):當(dāng)“活動(dòng)桿”平衡時(shí),必須處于共點(diǎn)力平衡狀態(tài),即所有作用在桿子上的作用力必須交于一點(diǎn),否則無(wú)法平衡。所以當(dāng)輕質(zhì)桿的作用力處在桿子的一端時(shí),作用在桿子上的彈力必然沿著桿子。4、彈簧串并聯(lián)問題基礎(chǔ)內(nèi)容:彈力大小和胡克定律胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)量x成正比。F=kx推導(dǎo)胡克定律:推論:考點(diǎn):①?gòu)埩σ欢ㄑ貜椈?,指向原長(zhǎng)②公式:(彈力)、(彈力做功)、(彈性勢(shì)能)彈簧串并聯(lián)結(jié)論1:彈簧的串并聯(lián)后的勁度系數(shù):彈簧A、B相串構(gòu)成新彈簧的勁度系數(shù)為(雞在河上飛);結(jié)論2;A、B相并構(gòu)成新彈簧的勁度系數(shù)為,與電阻的串并聯(lián)結(jié)論相反。5、彈簧物體彈簧模型結(jié)論:6、彈簧與繩子的突變問題模型:剪短瞬間 剪短瞬間繩子具有突變型,剪短后做自由落體.彈簧不具有突變型,則的狀態(tài)不發(fā)生任何改變而受兩個(gè)力的作用,如圖所示.總結(jié):只要有彈簧突變第一步:在彈簧中間來(lái)一刀,突變的另一側(cè)所有狀態(tài)均未發(fā)生改變.第二步:另一物體反向添加7、彈簧中多個(gè)物體的分離問題①通過彈簧相聯(lián)系的物體,在運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)常涉及臨界極值問題:如物體速度達(dá)到最大;彈簧形變量達(dá)到最大時(shí)兩物體速度相同;使物體恰好要離開地面;相互接觸的物體彈力變?yōu)榱銜r(shí),它們恰好要脫離等。此類題的解題關(guān)鍵是利用好臨界條件,得到解題有用的物理結(jié)論。②這類問題是彈簧問題中的熱點(diǎn)和難點(diǎn),它往往能夠比較全面的考察考生的分析綜合能力。解決這類問題的方法是:根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)用牛頓定律、功能關(guān)系或者能量守恒定律、胡克定律等列出方程——以彈簧的伸長(zhǎng)量或彈簧的彈力為自變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,從中找出臨界狀態(tài)、極值狀態(tài)、轉(zhuǎn)折狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)的條件——計(jì)算并進(jìn)行必要的討論。③兩個(gè)相互接觸的物體被彈簧彈出,這兩個(gè)物體在什么位置恰好分開?這屬于臨界問題。“恰好分開”既可以認(rèn)為已經(jīng)分開,也可以認(rèn)為還未分開。認(rèn)為已分開,那么這兩個(gè)物體間的彈力必然為零;認(rèn)為未分開,那么這兩個(gè)物體的速度、加速度必然相等。同時(shí)利用這兩個(gè)結(jié)論,就能分析出當(dāng)時(shí)彈簧所處的狀態(tài)。這種臨界問題又分以下三種情況:結(jié)論:兩物體分離之前加速度與速度均相同,剛分離時(shí)二者之間彈力為零。

口訣:無(wú)彈力共,記住結(jié)論不吃虧.(建議用時(shí):40分鐘)【考向一:輕繩模型(“活結(jié)”與“死結(jié)”)】1.(2024·天津武清·調(diào)研)如圖所示,傾角為α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物體a放在斜劈的斜面上,輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上,另一端繞過光滑的定滑輪1固定在c點(diǎn),光滑滑輪2下懸掛物體b,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將固定點(diǎn)c向左移動(dòng)少許,而物體a與斜劈始終靜止,則()A.斜劈對(duì)地面的壓力增大B.斜劈對(duì)物體a的摩擦力大小可能不變C.地面對(duì)斜劈的摩擦力增大D.若將固定點(diǎn)c向正下方移動(dòng)少許,斜劈對(duì)物體a的摩擦力不變2.(2024·天津紅橋·聯(lián)考)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,擋衣架靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.繩的右端上移到b′,繩子拉力大小不變B.將桿N向右移一些,繩子拉力變小C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小D.若只換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣服架懸掛點(diǎn)不會(huì)左右移動(dòng)3.(2024高一上·江蘇無(wú)錫·聯(lián)考)如圖所示,水平橫桿上套有圓環(huán)A,圓環(huán)A通過輕繩與重物B相連,輕繩繞過固定在橫桿下光滑的定滑輪,輕繩通過光滑動(dòng)滑輪掛著物體C,并在某一位置達(dá)到平衡,現(xiàn)將圓環(huán)A極緩慢向右移動(dòng)一小段距離后,系統(tǒng)仍保持靜止,則下列說(shuō)法中正確的是()A.輕繩的拉力變大 B.橫桿對(duì)圓A的摩擦力不變C.物塊C的高度下降 D.物塊B的高度下降4.(2024·河北石家莊·聯(lián)考)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的輕繩AO和BO共同吊起質(zhì)量為m的重物,AO與BO垂直,BO與豎直方向的夾角為θ,OC連接重物,已知OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,則下列說(shuō)法中正確的是()A.AO所受的拉力大小為B.AO所受的拉力大小為C.BO所受的拉力大小為D.若逐漸增加C端所掛重物的質(zhì)量,一定是繩AO先斷5.(2024·四川成都·調(diào)研)如圖所示,能承受最大拉力為的細(xì)線OA與豎直方向成角,能承受最大拉力為的細(xì)繩OB水平,細(xì)線OC能夠承受足夠大的拉力,求:(1)當(dāng)所懸掛重物的重力為時(shí),細(xì)線OA、OB的拉力各是多大;(2)為使OA、OB均不被拉斷,OC下端所懸掛重物的最大重力是多少。6.(2024·黑龍江大慶·調(diào)研)如圖所示,質(zhì)量為的物體甲通過三段輕繩相連,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平地面上的質(zhì)量為的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài),人的質(zhì)量,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。已知,,重力加速度,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,求:(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?(2)人對(duì)地面的摩擦力是多大?(3)欲使人在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量最大不能超過多少?

【考向二:計(jì)算繩子承受最大拉力問題】7.(2025·江蘇常州·調(diào)研)如圖所示,用一根輕質(zhì)細(xì)繩將一重力大小為10N的相框?qū)ΨQ地懸掛在墻壁上,畫框上兩個(gè)掛釘間的距離為0.5m。已知繩能承受的最大張力為10N,為使繩不斷裂,繩子的最短長(zhǎng)度為()A.0.5m B.1.0m C. D.8.(2025·云南曲靖·調(diào)研)如圖所示,用兩根長(zhǎng)均為1m的輕繩把一重為10N的物體懸吊在天花板上,兩細(xì)繩與豎直方向的夾角(未知)相同,若每根輕繩能承受的最大拉力為N,則繩子與天花板兩懸點(diǎn)間的距離不得超過多少?9.(2025·廣東江門·聯(lián)考)如圖所示,小明同學(xué)為驗(yàn)證平行四邊形定則,用不可伸長(zhǎng)的輕繩和吊起一質(zhì)量不計(jì)的袋子,繩和與天花板的夾角分別為和?,F(xiàn)緩慢往袋中注入沙子。重力加速度g取。(1)當(dāng)注入沙袋中的沙子質(zhì)量為時(shí),求繩和上的拉力大小和;(2)若能承受的最大拉力為150N,能承受的最大拉力為100N,為使繩子不斷裂,求注入沙袋中沙子質(zhì)量的最大值M。(,計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)10.(2025·山東·調(diào)研)用繩AC和BC吊起一重物處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。若AC能承受的最大拉力為300N,BC能承受的最大拉力為210N,,,則下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)重物的重力為300N時(shí),開始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力大B.當(dāng)重物的重力為300N時(shí),開始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力小C.當(dāng)重物的重力為350N時(shí),開始瞬間AC不斷,BC剛好斷D.當(dāng)重物的重力為350N時(shí),開始瞬間AC斷,BC也斷11.(2025·四川宜賓·聯(lián)考)春節(jié)即將來(lái)臨,家家戶戶張燈結(jié)彩。如圖,質(zhì)量為的燈籠通過細(xì)線AO和BO一端固定在屋檐上,另一端固定在豎直墻壁上。燈籠靜止時(shí)AO與水平面的夾角為,BO水平。,,g取。求:(1)細(xì)線AO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力大小和方向;(2)細(xì)線BO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力大小和方向;(3)若細(xì)線AO所能承受的最大拉力,細(xì)線BO所能承受的最大拉力?,F(xiàn)不改變兩細(xì)線的位置,為使兩細(xì)線不斷裂,求所掛燈籠質(zhì)量的最大值。12.(2024·四川成都·聯(lián)考)用繩AC和BC吊起一重物處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。若AC能承受的最大拉力為150N,BC能承受的最大拉力為105N。那么,下列正確的說(shuō)法是()A.當(dāng)重物的重力為150N時(shí),開始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力大B.當(dāng)重物的重力為150N時(shí),開始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力小C.當(dāng)重物的重力為175N時(shí),開始瞬間AC不斷,BC剛好斷D.當(dāng)重物的重力為175N時(shí),開始瞬間AC斷,BC也斷【考向三:桿模型(“自由桿”與“固定桿”)】13.(2025·山東·聯(lián)考)如圖甲所示,水平輕桿一端固定在豎直墻上,另一端處固定一個(gè)光滑輕質(zhì)定滑輪,一端固定的輕繩跨過定滑輪拴接一個(gè)質(zhì)量為的重物P,。如圖乙所示,水平輕桿一端用光滑鉸鏈固定在豎直墻上,另一端通過輕繩固定,,在輕桿的端用輕繩懸掛一個(gè)與重物P質(zhì)量相等的重物Q。重力加速度為,下列說(shuō)法正確的是(

)A.輕桿產(chǎn)生的彈力方向沿桿向外 B.輕桿對(duì)定滑輪的作用力大小為C.輕桿產(chǎn)生的彈力方向沿桿向外 D.輕繩上的拉力大小為14.(2025·全國(guó)·預(yù)測(cè))如圖甲所示,水平輕桿BC一端固定在豎直墻上,另一端C處固定一個(gè)光滑輕質(zhì)定滑輪,一端固定的輕繩AD跨過定滑輪拴接一個(gè)質(zhì)量為m的重物P,。如圖乙所示,水平輕桿HG一端用光滑鉸鏈固定在豎直墻上,另一端通過輕繩EG固定,,在輕桿的G端用輕繩GF懸掛一個(gè)與重物P質(zhì)量相等的重物Q。重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是(

)A.輕桿BC產(chǎn)生的彈力方向沿桿向外B.輕桿HG產(chǎn)生的彈力方向沿桿向外C.輕桿BC對(duì)滑輪的作用力大小為D.輕繩EG上的拉力大小為15.(2024·江蘇連云港·模擬預(yù)測(cè))甲圖中,輕桿AB一端與墻上的光滑的鉸鏈連接,另一端用輕繩系住,繩、桿之間夾角為,在B點(diǎn)下方懸掛質(zhì)量為的重物。乙圖中,輕桿CD一端插入墻內(nèi),另一端裝有小滑輪,現(xiàn)用輕繩繞過滑輪掛住質(zhì)量為的重物,繩、桿之間夾角也為。甲、乙中桿都垂直于墻,則下列說(shuō)法中正確的是()

A.甲乙兩圖中桿中彈力之比:B.甲圖中桿的彈力更大C.兩根桿中彈力方向均沿桿方向D.若甲、乙中輕繩能承受最大拉力相同,則物體加重時(shí),乙中輕繩更容易斷裂16.(2024·湖南·聯(lián)考)“V”形吊車在港口等地有重要的作用.如圖所示,底座支點(diǎn)記為O點(diǎn),OA為“V”形吊車的左臂,OA上端A處固定有定滑輪,OB為活桿且為“V”形吊車的右臂,一根鋼索連接底座與B點(diǎn),另一根鋼索連接B點(diǎn)后跨過定滑輪吊著一質(zhì)量為M的重物,重物靜止.已知左臂OA與水平面的夾角為,左臂OA與鋼索AB段的夾角為θ,且左臂OA與右臂OB相互垂直,左臂OA、右臂OB總質(zhì)量為m,鋼索質(zhì)量忽略不計(jì),不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A.定滑輪對(duì)鋼索的支持力為B.AB段鋼索所受到的拉力為2MgC.右臂OB對(duì)鋼索的支持力為D.底座對(duì)左臂OA、右臂OB、重物整體的支持力為17.(2024·安徽亳州·調(diào)研)如圖,在豎直平面內(nèi),有一直角三角形金屬框架,底邊水平,底角分別為和,質(zhì)量為M的小球a和質(zhì)量為m的小球b套在框架上,可以無(wú)摩擦地滑動(dòng),a、b之間用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接,當(dāng)系統(tǒng)處于平衡時(shí),細(xì)線與金屬框架形成的夾角,已知,則小球a、b的質(zhì)量之比為()A. B. C. D.18.(2024·山東煙臺(tái)·一模)在建筑工地上經(jīng)常使用吊車起吊貨物。為了研究問題方便,把吊車簡(jiǎn)化成如圖所示的模型,支撐硬桿OP的一端裝有定滑輪,另一端固定在車體上,質(zhì)量不計(jì)的鋼絲繩索繞過定滑輪吊起質(zhì)量為m的物件緩慢上升,不計(jì)定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩索及軸承之間的摩擦,重力加速度為g。則下列說(shuō)法中正確的是()A.鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力方向豎直向下B.鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力方向一定沿著OP方向C.鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力大小等于2mgD.鋼絲繩索對(duì)定滑輪的作用力大小小于2mg【考向四:彈簧串并聯(lián)問題(勁度系數(shù)結(jié)論)】19.(2024·江西·二模)某同學(xué)在《探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)中,用完全相同的彈簧A和B并聯(lián)后上端固定,下端與長(zhǎng)木板相連,長(zhǎng)木板帶掛鉤和指針總重2N,右邊有一米尺,零刻度與彈簧上端對(duì)齊,現(xiàn)在在掛鉤上掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表:鉤碼重力0N1N2N3N指針對(duì)齊刻度11cm12cm13cm14cm(1)每根彈簧的原長(zhǎng)為cm,每根彈簧的勁度系數(shù)為N/m;(2)若將A、B彈簧串聯(lián)起來(lái)使用,它們整體的勁度系數(shù)為。A.25N/m

B.100N/mC.50N/m

D.200N/m20.(2025·山東青島·聯(lián)考)如圖所示,原長(zhǎng)分別為和,勁度系數(shù)分別為和的兩輕質(zhì)彈豎直懸掛在天花板上,兩彈簧之間有一質(zhì)量為的物體,最下端掛著質(zhì)量為的另一物體,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。(1)求這時(shí)兩彈簧的總長(zhǎng)度;(2)若用一平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起,直到兩彈簧的總長(zhǎng)度等于兩彈簧的原長(zhǎng)之和,求這時(shí)平板對(duì)下面物體的彈力大小。21.(2025·福建·聯(lián)考)如圖所示,輕質(zhì)彈簧P上端固定在天花板上,下端的掛鉤鉤住輕彈簧Q,P、Q的勁度系數(shù)分別為k1=100N/m和k2=200N/m,現(xiàn)用大小為20N的拉力F豎直向下拉彈簧Q,兩只彈簧形變量之和為,兩彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列說(shuō)法正確的是()A.=0.3mB.=0.6mC.若將拉力F增加一倍,則穩(wěn)定后兩只彈簧的總長(zhǎng)度也增加一倍D.上述兩只彈簧形變的效果與一只勁度系數(shù)為的彈簧相同22.(2025·新疆·聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量的物體A壓在放置于地面的豎直輕彈簧B上,現(xiàn)用細(xì)繩跨過定滑輪將物體A與另一輕彈簧C連接,當(dāng)彈簧C水平且右端位于b點(diǎn)時(shí),彈簧B恰好未發(fā)生形變。已知彈簧B和彈簧C的勁度系數(shù)分別為和,不計(jì)定滑輪、細(xì)繩的質(zhì)量和摩擦,將彈簧C的右端由b點(diǎn)沿水平方向移到a點(diǎn)時(shí),彈簧C恰好未發(fā)生形變,取重力加速度大小,兩彈簧均在彈性限度內(nèi)。求:(1)當(dāng)彈簧C的右端位于b點(diǎn)時(shí),彈簧C的形變量x;(2)a、b兩點(diǎn)間的距離d。23.(2024·安徽蕪湖·自主招生)實(shí)驗(yàn)室常用的彈簧秤如圖甲所示,彈簧秤最大量程為5N。彈簧的一端與連接有掛鉤的拉桿相連,另一端固定在外殼上的O點(diǎn),外殼上固定一個(gè)圓環(huán),整個(gè)外殼重為1N,彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不計(jì)?,F(xiàn)將兩彈簧秤以如圖乙方式懸掛起來(lái),下端掛一重為2N的砝碼,則穩(wěn)定后上、下兩彈簧秤的讀數(shù)分別為()A.2N,3N B.3N,3N C.2N,2N D.3N,2N24.(2024·北京西城·聯(lián)考)如圖所示,有一根均勻的非密繞輕彈簧和4個(gè)等質(zhì)量的鉤碼,固定在彈簧底端的m2和固定在彈簧中部的m1各有2個(gè)鉤碼,整個(gè)裝置保持靜止時(shí),m1之上的彈簧長(zhǎng)度S1恰好等于m1之下的彈簧長(zhǎng)度S2,則()A.S1部分的原長(zhǎng)(無(wú)彈力時(shí)的長(zhǎng)度)比S2部分的原長(zhǎng)短B.取m1處的一個(gè)鉤碼移到m2處,S1部分會(huì)縮短C.取m2處的一個(gè)鉤碼移到m1處,彈簧總長(zhǎng)不變D.將m1處的兩個(gè)鉤碼全部移到m2處,S1與S2直接相連,此時(shí)彈簧總長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)【考向五:彈簧物體彈簧模型(整體分析思想)】25.(2024·天津靜?!つM預(yù)測(cè))彈簧鎖在關(guān)門時(shí)免去了使用鑰匙的繁瑣,為我們的生活帶來(lái)了方便。緩慢關(guān)門時(shí)門鎖的示意圖如圖所示,關(guān)門方向?yàn)閳D中箭頭方向,鎖舌所夾的角度為θ,若彈簧始終處于壓縮狀態(tài),門的寬度視為遠(yuǎn)大于鎖舌的尺寸,如圖所在的瞬間,門邊緣向內(nèi)的速度為v,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.關(guān)門時(shí)彈簧彈力變大B.如圖時(shí)鎖舌相對(duì)于門的速度為C.如果圖中的變小,關(guān)門時(shí)會(huì)更費(fèi)力D.關(guān)門時(shí)鎖舌對(duì)鎖殼的彈力等于彈簧的彈力26.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,兩小球分別用一輕彈簧和輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上,輕彈簧和輕質(zhì)細(xì)線與水平方向的夾角分別為和兩小球間拴接的輕彈簧(其勁度系數(shù)是輕彈簧的勁度系數(shù)的2倍)恰好處于水平狀態(tài)。則(

)A.輕彈簧和輕質(zhì)細(xì)線上的拉力大小之比為B.輕彈簧和輕彈簧的形變量之比為C.兩小球的質(zhì)量之比為D.剪斷輕質(zhì)細(xì)繩的瞬間,小球的瞬時(shí)加速度大小為27.(2024·浙江寧波·一模)如圖所示的裝置中,三個(gè)相同的輕彈簧在未受力狀態(tài)下的原長(zhǎng)相等,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì),一切摩擦忽略不計(jì)。平衡時(shí)各彈簧的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2、L3,彈簧在彈性限度內(nèi),其大小關(guān)系是()A. B. C. D.28.(2024·安徽黃山·模擬預(yù)測(cè))如圖,物塊和的質(zhì)量相同,和和之間用完全相同的輕彈簧和相連,通過系在上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O。整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將細(xì)線剪斷。將物塊的加速度的大小記為和相對(duì)于原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)量分別記為和,重力加速度大小為。在剪斷的瞬間()A. B. C. D.29.(2024·黑龍江·三模)如圖所示為某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電流的裝置,質(zhì)量為的勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的輕彈簧相連。在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù),MN的長(zhǎng)度大于ab。當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí),MN與矩形區(qū)域的cd邊重合,此時(shí)輕彈簧的伸長(zhǎng)量為0.01m;當(dāng)MN中有電流通過時(shí),指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用,儀表內(nèi)部構(gòu)造不允許反偏。若(,),則下列說(shuō)法正確的是()A.輕彈簧的勁度系數(shù)為B.此電流表的量程是C.若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小加倍,則儀器的量程也加倍D.當(dāng)金屬棒的N端與電源正極相接時(shí),會(huì)導(dǎo)致電表反偏出現(xiàn)故障30.(2024·安徽合肥·二模)如圖所示,小物塊A和B通過輕質(zhì)彈簧相連接,豎直靜置于水平地面上。若給小物塊A一豎直方向的瞬時(shí)沖量,其大小為,隨后B恰好不能離開地面。已知A、B質(zhì)量分別為、,彈簧的勁度系數(shù),彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度g取。(1)從開始至B恰好不離開地面的過程,求彈簧彈性勢(shì)能的變化量;(2)若用大小為的豎直向上恒力作用于A,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng),直至B剛離開地面時(shí),求A的速度大小。【考向六:彈簧與繩子的突變問題(兩種)】31.(2024·北京豐臺(tái)·一模)如圖所示,木塊A、B分別重50N和60N,與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2。夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m。用的水平拉力拉木塊B,木塊A、B均保持靜止。最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力,下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧的彈力大小為80NB.木塊A受到的摩擦力大小為10NC.木塊B受到的摩擦力大小為6ND.地面給A、B組成的系統(tǒng)的摩擦力大小為2N32.(2024·湖北荊州·聯(lián)考)S1和S2表示勁度系數(shù)分別為k1和k2的兩根彈簧,k1>k2;a和b表示質(zhì)量分別為ma和mb的兩個(gè)小物體,ma>mb,將彈簧與物塊按圖示方式懸掛起來(lái),現(xiàn)要求兩根彈簧的總長(zhǎng)度最大,則應(yīng)使()A.S1在上,a在上B.S2在上,a在上C.S1在上,b在上D.S2在上,b在上33.(2024·甘肅甘南·二模)如圖所示,A、B兩球完全相同,質(zhì)量均為m,兩球可視為質(zhì)點(diǎn),用三根完全相同的輕彈簧固連著,在水平拉力F下均處于靜止?fàn)顟B(tài),k1彈簧位于豎直方向,則有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.B球必受四個(gè)力作用B.k2、k3彈簧長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)C.k3彈簧沒有發(fā)生形變D.k2彈簧最長(zhǎng)34.(2024·山東泰安·二模)某興趣小組要測(cè)量一個(gè)重物的重力。實(shí)驗(yàn)器材:一根輕彈簧、手機(jī)、1個(gè)鉤碼、不計(jì)質(zhì)量的細(xì)線、重物、刻度尺。由于重物的重力超過了彈簧的彈性限度,故該小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案,已知本地重力加速度。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)如圖甲所示,用輕彈簧豎直掛起1個(gè)鉤碼時(shí),測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量為;(2)用彈簧與細(xì)線互成角度吊起重物,穩(wěn)定時(shí)測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)量為,則此時(shí)彈簧的彈力大小為N;(3)用手機(jī)軟件測(cè)出兩側(cè)細(xì)線與豎直方向夾角分別為,如圖乙所示。畫出的拉力的方向如圖丙兩側(cè)虛線所示,請(qǐng)用圖示法在圖丙中畫出二者的合力(已知單位長(zhǎng)度表示的力為);(4)由作圖結(jié)果可得重物的重力為N(保留兩位小數(shù))。35.(2024·山西·模擬預(yù)測(cè))質(zhì)量為m的木板與直立的輕質(zhì)彈簧的上端相連,彈簧下端固定在水平地面上,靜止時(shí)彈簧的壓縮量為h,如圖所示?,F(xiàn)將一質(zhì)量為的物體從距離木板正上方處由靜止釋放,物體與木板碰撞后,粘在一起向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng),空氣阻力、木板厚度、物體大小忽略不計(jì)。已知彈簧的彈性勢(shì)能為(k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量),重力加速度大小為g,則()A.彈簧的勁度系數(shù)B.彈簧的勁度系數(shù)C.物體與木板粘合體不可能運(yùn)動(dòng)到彈簧原長(zhǎng)處D.物體與木板粘合體的最大動(dòng)能為36.(2025·河北保定·聯(lián)考)如圖所示,重物A被繞過光滑輕小滑輪P(懸掛在天花板上的O點(diǎn))的細(xì)線懸掛,重物B放在粗糙的水平桌面上,豎直輕彈簧下端固定在水平地面上,點(diǎn)是三根細(xì)線的結(jié)點(diǎn),其中傾斜細(xì)線與水平方向的夾角,水平細(xì)線拉著重物B,豎直細(xì)線拉著彈簧,重物B恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重物B的質(zhì)量,彈簧的伸長(zhǎng)量(在彈性限度內(nèi)),細(xì)線的拉力大小,取重力加速度大小,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求:(1)重物A的質(zhì)量;(2)桌面與重物B間的動(dòng)

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