1、选择题 一根轻质弹簧,当它上端固定,下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,其长度为L2,则它的劲度系数是:
A.G/L1
B.G/L2
C.G/(L1-L2)
D.2G/(L1-L2)
参考答案:D
本题解析:轻质弹簧上端固定,下端悬挂重为G的物体时,弹簧的弹力大小等于G;当弹簧的下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,弹力大小等于G.根据胡克定律:弹簧的弹力与伸长的长度或压缩的长度成正比,列方程求解.
设弹簧的原长为L0,劲度系数为k,则根据胡克定律得
G=k(L1-L0)?①
G=k(L0- L2)?②
联立①②得? k=2G/(L1-L2)
故选D
点评:应用胡克定律解题时要注意弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,不是与弹簧的长度成正比.
本题难度:简单
2、实验题 如图所示,是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验,在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处,并通过定滑轮的细绳与钩码相连,光电计时器安装在B处,测得滑块(含遮光板)质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g,将滑块在图示A位置释放后,光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间为△t;

①实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M ?(填:是、否)。
②实验中还需要测量的物理量是?(用文字及相应的符号表示)。
③本实验中验证机械能守恒的表达式为: ?
(用以上对应物理量的符号表示)。
④如果实验结果系统动能增加量大于重力势能减少量,请指出实验的调节可能出的问题
??。?
参考答案:①否?②两光电门中心之间的距离L?③
?④气垫导轨不水平
本题解析:①本实验中不需要让钩码的重力等于绳子的拉力,故不要求钩码总质量m远小于滑块质量M;②为了求出运动过程中钩码减小的重力势能,则需要测量A、B间的距离L;③我们验证的是:△EP与△EK的关系,即验证:△EP=△EK代入得:mgL=
(M+m)v2,而v=
所以本实验中验证机械能守恒的表达式为mgL=
(M+m)((
)2,④如果实验结果系统动能增加量大于重力势能减少量,则可能是气垫导轨不水平造成的。
本题难度:一般
3、计算题 将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k。第一次将B物块放在水平面上,A在弹簧弹力的作用下处于静止,如图(甲)所示,此时弹簧的弹性势能为Ep,现突然敲击A,使A在一瞬间获得向下的速度,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升。第二次用手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离为H,如图(乙)所示,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度立即变为0。若对于给定的弹簧,其弹性势能只跟弹簧的形变有关,求:

(1)第一次当B物块恰好离开地面时,A物块相对于自己静止时的初始位置升高的距离h
(2)第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度大小v1
(3)若弹簧的劲度系数k未知,但第一次敲击A后,A获得的速度大小v0已知。则第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度大小v2是多少?
参考答案:(1)2
(2)
(3)
本题解析:(1)第一次静止时,弹簧向上产生的弹力与A的重力平衡。
设弹簧的形变量(压缩)为△x1,有△x1=
? (2分)
第一次当B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡
设弹簧的形变量(伸长)为△x2,有△x2=
? (2分)? h=△x1+△x2=2
(2分)
(2)第二次释放A、B后,A、B做自由落体运动,B着地后,A和弹簧相互作用至A上升到弹簧恢复原长过程中,弹簧对A做的总功为零 。?
对A从开始下落至弹簧恢复原长过程,对A由动能定理有 mgH=
mv12?(3分)
解得 v1=
? (3分)
(3)第二次释放AB后,在B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡
设弹簧的形变量(伸长)为△x3,有△x3=
?(2分)
△x1=△x2=△x3?
因此第一次静止时、第一次B刚要离地时和第二次B刚要离地时,弹簧的弹性势能都为Ep?在第一次A获得速度到B刚要离地时,对A和弹簧组成的系统,由机械能守恒有
mv02+Ep=mg(△x1+△x2)+EP ?(2分)
第二次释放后,对A和弹簧系统,从A上升至弹簧恢复原长到B刚要离地过程,由机械能守恒有
mv12=mg△x3+EP+
mv22? (2分)
由以上解得v2=
?(2分)
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动.两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间A球加速度为______;B球加速度为______.
参考答案:设两球质量为m.
悬线剪断前,以B为研究对象可知:弹簧的弹力F=mg,以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为2mg;
剪断悬线瞬间,弹簧的弹力不变,F=mg,根据牛顿第二定律得
? 对A:mg+F=maA,又F=mg,得aA=2g,
? 对B:F-mg=maB,F=mg,得aB=0
故答案为:2g;0
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为1kg的重锤自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源频率为50Hz.如图所示,纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点起点,选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离如图所示,单位为mm,重力加速度为9.80 m/s2 ,则(答案均保留三位小数)

打点计时器记录B点时,重锤速度vB="_______" m/s,重锤动能EKB=__________J.
(2)从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为?J.
参考答案:(1)1.175;0.690;(2)0.692。
本题解析:(1)在B点时,重锤速度vB=
="1.175" m/s,重锤动能EKB=
mvB2=
×1kg×(1.175 m/s)2=0.690J。
(2)重锤势能减少量为△Ep=mgh=1kg×9.8N/kg×70.6×10-3m=0.692J。
本题难度:一般