综合题18.0分
物理

轻质弹簧一端固定,另一端与放置于水平面上的小物块(可视为质点)相连接。弹簧处于原长时物块位于O点。现将小物块向右拉至A点后由静止释放,小物块将沿水平桌面运动。已知弹簧劲度系数为k,小物块质量为m,OA间距离为L,弹簧弹性势能的表达式为,式中x为弹簧形变量的大小。

14.若小物块与水平桌面间的动摩擦因数,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:

①小物块第一次经过O点时的速度大小;

②小物块向左运动过程中距离O点的最远距离以及最终静止时的位置。

15.在我们的生活中常常用到弹簧,有的弹簧很“硬”,有的弹簧很“软”,弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。请你自行选择实验器材设计一个测量弹簧劲度系数的实验,简要说明实验方案及实验原理。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

 ②最远距离0.6L;最终静止在O点右侧0.2L处.

解析

①设小物块第一次经过O点时的速度为v,根据功能关系得:

解得:

 ②设小物块向左运动得最远处在O点左侧的B点,BO之间的距离为xB,小物块由A运动到B的过程中,由功能关系得:

解得:xB=0.6L

此时弹簧弹力为:F=kxB=0.6kL,小物块与地面的最大静摩擦力为:fm=μmg=0.2kL,因此小物块不能停在B点,将继续向右运动,设小物块能静止在O点右侧的C点,C与O的距离为xC,小物块由B点运动到C点的过程中,根据功能关系得:

解得:xC=0.2L,即小物块到达B点后向右运动,再次经过O点,最终静止在O点右侧0.2L处.

考查方向

功能关系

解题思路

①设小物块第一次经过O点时的速度为v,根据功能关系求解速度;

②设小物块向左运动得最远处在O点左侧的B点,小物块由A运动到B的过程中,由功能关系求出最远距离,再分析B位置受到的弹力与最大静摩擦力的关系,从而判断物块能否静止在B点,若不能静止,再根据功能关系求解即可.

易错点

关键理解物体运动中的能量转化,并通过计算判断当物体运动到最远点时能否静止.

教师点评

本题考查了功能关系,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理、机械能守恒定律等知识点交汇命题.

 

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

    见解析

解析

将弹簧悬挂,弹簧下端挂质量不同得物体,稳定后测量弹簧伸长量以及弹簧所受的拉力,再根据胡克定律得到弹簧的劲度系数.

考查方向

胡克定律

解题思路

将弹簧悬挂,弹簧下端挂质量不同的物体,稳定后测量弹簧伸长量以及弹簧所受的拉力,再根据胡克定律得到弹簧的劲度系数.

易错点

理解胡克定律的原理.

教师点评

本题考查了胡克定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与共点力的平衡条件等知识点交汇命题.