1.[單物體彈簧問題/2023浙江1月]一位游客正在體驗蹦極,綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下.游客從跳臺下落直到最低點過程中( B )
A.彈性勢能減小
B.重力勢能減小
C.機械能保持不變
D.繩一繃緊動能就開始減小
解析 游客從跳臺下落直到最低點過程中,游客的重力做正功,重力勢能減小,B正確;橡皮繩繃緊后形變量一直增大,彈性勢能一直增大,A錯誤;橡皮繩繃緊后的過程,橡皮繩的彈力做負功,因此游客的機械能減小,C錯誤;繩繃緊后游客先加速后減速,因此游客的動能先增大后減小,D錯誤.
2.[多物體彈簧問題/多選]如圖所示,質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上,右側(cè)連接一固定于墻面的水平輕繩,左側(cè)通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連.現(xiàn)將質(zhì)量為m的鉤碼B掛于彈簧下端,當彈簧處于原長時,將B由靜止釋放,當B下降到最低點時(未著地),A對水平桌面的壓力剛好為零.輕繩不可伸長,彈簧始終在彈性限度內(nèi),物塊A始終處于靜止狀態(tài).以下判斷正確的是( ACD )
A.M<2m
B.2m<M<3m
C.在B從釋放位置運動到最低點的過程中,B所受合力對B先做正功后做負功
D.在B從釋放位置運動到速度最大的過程中,B克服彈簧彈力做的功等于B機械能的減少量
解析 鉤碼B釋放后做簡諧運動,根據(jù)簡諧運動的對稱性可知,B在最高點加速度
大小為g,所以在最低點加速度大小也為g.在最低點對B由牛頓第二定律有F-mg=
ma,得F=2mg,而B在最低點時物塊A對水平桌面的壓力剛好為零,可知A左側(cè)輕繩
上拉力的豎直分力等于Mg,故M<2m,A正確,B錯誤;B從釋放位置到最低點的過
程中,速度先增大后減小,由動能定理可知,合力對B先做正功后做負功,故C正
確;由功能關系可知,B從釋放位置到速度最大的過程中,B克服彈簧彈力做的功等
于B機械能的減少量,故D正確.
3.[彈簧的綜合問題/2024福建漳州模擬]如圖所示,質(zhì)量為2000kg電梯的纜繩發(fā)生斷裂后由靜止向下墜落,電梯剛接觸井底緩沖彈簧時的速度為4m/s,緩沖彈簧被壓縮2m時電梯停止了運動,下落過程中安全鉗總共提供給電梯17000N的滑動摩擦力.已知彈簧的彈性勢能為Ep=12kx2(k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量),安全鉗提供的滑動摩擦力等于最大靜摩擦力,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是( D )
A.彈簧的勁度系數(shù)為3000N/m
B.整個過程中電梯的加速度一直在減小
C.電梯停止在井底時受到的摩擦力大小為17000N
D.電梯接觸彈簧到速度最大的過程中,電梯和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機械能約為4600J
解析 電梯剛接觸井底緩沖彈簧時的速度為4 m/s,緩沖彈簧被壓縮2 m時電梯停止了運動,根據(jù)能量守恒,得12mv2+mg·Δx=12k(Δx)2+f動·Δx,代入數(shù)據(jù)解得k=11 000 N/m,故A錯誤.與彈簧接觸前,電梯做勻加速直線運動,接觸彈簧后,先做加速度逐漸減小的加速運動后做加速度逐漸增加的減速運動,故B錯誤.電梯停止在井底時,由受力平衡得kΔx=mg+f靜,代入數(shù)據(jù)解得f靜=kΔx-mg=(22 000-20 000)N=2 000 N,故C錯誤.當電梯速度最大時,電梯的加速度為零,則kΔx'+f動=mg,解得Δx'=mg-f動k=20 000-17 00011 000 m=311 m.電梯接觸彈簧到速度最大的過程中,電梯和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機械能等于摩擦力做的負功,則ΔE=f動·Δx'=17 000×311 J≈4 636 J≈4 600 J,故D正確.

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