知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的轻质弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度\(h=0.40 m\)处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量出滑块的速度和离地高度\(h\)，计算出滑块的动能\(E_{k}\)，并作出滑块的\(E_{k}–h\)图象，其中高度从\(0.80 m\)上升到\(1.40m\)范围内图象为直线，其余部分为曲线。若以地面为重力势能的零势能面，取\(g=10 m/s^{2}\)，则结合图象可知\((\) \()\)

A．弹簧原长为\(0.72m\)

B．滑块的质量为\(1.00kg\)

C．弹簧最大弹性势能为\(10.00J\)

D．滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为\(3.60J\)

难度：难

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2．如图所示，是某兴趣小组通过弹射器研究弹性势能的实验装置\(.\)半径为\(R\)的光滑半圆管道\((\)管道内径远小于\(R)\)竖直固定于水平面上，管道最低点\(B\)恰与粗糙水平面相切，弹射器固定于水平面上\(.\)某次实验过程中，一个可看作质点的质量为\(m\)的小物块，将弹簧压缩至\(A\)处，已知\(A\)、\(B\)相距为\(L.\)弹射器将小物块由静止开始弹出，小物块沿圆管道恰好到达最髙点\(C.\)已知小物块与水平面间的动摩擦因素为\(μ\)，重力加速度为\(g\)，求：
\((1)\)小物块到达\(B\)点时的速度\(v_{B}\)及小物块在管道最低点\(B\)处受到的支持力；
\((2)\)小物块在\(AB\)段克服摩擦力所做的功；
\((3)\)弹射器释放的弹性势能\(E_{p}\)．

难度：较难

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3．
如图所示，水平地面上有两个静止的小物块\(A\)和\(B(\)可视为质点\()\)，\(A\)的质量为\(m=1.0kg.B\)的质量为\(M=4.0kg\)，\(A\)、\(B\)之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与物块接触而不同连。在水平面的左侧有一竖直墙壁，右侧与半径为\(R=0.2m\)的圆轨道相切。将弹簧压缩后再释放\((A\)、\(B\)分离后立即撤去弹簧\()\)，物块\(A\) 与墙壁发生弹性碰撤后，在水平面上与物块\(B\)相碰并黏合在一起。已知重力加速度大小\(g=10m/s²\)，不计一切摩擦，若黏合体能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求压缩弹簧具有的弹性势能的最大值。\((\)结果保留三位有效数字\()\)

难度：较难

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4．

如图所示，一轻质弹簧一端固定于\(O\)点，另一端系一重物，将重物从与悬点\(O\)在同一水平面且弹簧保持原长的\(A\)点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在重物从\(A\)点摆向最低点\(B\)的过程中，下列说法中正确的是 ( )

A．重物的重力势能减小

B．重物的重力势能增大

C．重物的机械能不变

D．重物的机械能减小

难度：较难

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5．
在“探究弹性势能表达式”时，一位同学设计了如图所示装置，以研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系\(.\)实验过程如下：在离地面高度为\(h\)的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为\(m\)的一小钢球接触\(.\)当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘\(.\)让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，并落到水平地面上，钢球水平位移记为\(s\)．

\((1)\)依据能的转化与守恒思想，小球平抛时具有的初动能________\((\)选填“大于”、“小于”或“等于”\()\)小球释放前弹簧储存的弹性势能

\((2)\)若增大弹簧的压缩量，小球飞行的水平距离将变大，请你推导出弹簧弹性势能\(Ep\)与小钢球质量\(m\)、桌面离地高度\(h\)、水平距离\(s\)、重力加速度\(g\)的关系式：________．

\((3)\)如图为一张印有小方格的纸，记录着实验中钢球的某次运动轨迹，图中\(a\)、\(b\)、\(c\)、\(d\)四点为小球平抛时经过的四个位置\(.\)小方格的边长为\(L.\)则小球平抛初速度的计算式为\(v_{0}=\)________\((\)用\(L\)、\(g\)表示\()\)

难度：中等

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6．如图所示，竖直轻弹簧下端与地面拴接，上端拴接一小球，小球在竖直力 \(F\)作用下，将弹簧压缩\(.\)若将力 \(F\)撤去，小球将由静止向上弹起，直到速度变为零时为止\(.\)在小球上升的过程中

A．小球动能先增大后减小

B．小球动能与弹性势能之和先减小后增大

C．小球动能和弹性势能之和不断减小

D．小球动能减小为零时，重力势能最大

难度：中等

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7．
两质量均为\(m\)的小球，放在劲度系数为\(k\)，原长为\(l\)的弹簧两端，自由静止释放。设两个小球中心与整个弹簧都始终在一条直线上，小球半径\(r≪l\)。

\((1)\)问仅在两球间万有引力的作用下，弹簧的最大压缩量为多大？

\((2)\)若体系整体绕中心以角速度\(ω\)旋转，要求弹簧保持原长，\(ω\)应为多大？

难度：较难

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8．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为 \(m\)的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态\(.\)现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为 \(L\)，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为\(2\) \(L\)\((\)未超过弹性限度\()\)，则在圆环下滑到最大距离的过程中\((\) \()\)

A．圆环的机械能守恒

B．弹簧弹性势能变化了\( \sqrt{3}\) \(mgL\)

C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零

D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

难度：中等

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9．

如图所示，在竖直平面内固定一半径为\(R\)的光滑轨道，\(a\)点为最高点，\(d\)点为最低点，\(C\)点与圆心\(O\)等高，\(a\)、\(b\)间距为\(R\)。一轻质弹簧的原长为\(1.5R\)，它的一端固定在\(a\)点，另一端系一小圆环，小圆环套在圆轨道上。某时刻，将小圆环从\(b\)点由静止释放，小圆环沿轨道下滑并通过\(d\)点。已知重力加速度大小为\(g\)，下列判断正确的是( )

A．小圆环从\(b\)点运动至\(c\)点的过程中先加速后减速

B．小圆环从\(b\)点运动至\(d\)点的过程中，弹簧弹力对其先做正功后做负功

C．小圆环运动至\(c\)点时的速度大于\( \sqrt{gR} \)

D．小圆环运动至\(d\)点时的速度小于\( \sqrt{3gR} \)

难度：较难

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10．

如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为\(m\)的小圆环，圆环与处于水平状态的原长为\(L\)的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态\(.\)现让圆环由静止开始下滑，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为\(2L(\)未超过弹性限度\()\)，则在圆环下滑到最大距离的过程中：( )

A．圆环的机械能守恒

B．弹簧弹性势能变化了\(\sqrt{3}mgL\)

C．圆环下滑到最大距离时，所受合力不为零

D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

难度：较难

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