如图所示，轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端与质量为M=1.5Kg的薄木板A相连，质量为m=0.5Kg的小球B放在木板A上，弹簧的劲度系数为k=200

题文

（17分）如图所示，轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端与质量为M=1.5Kg的薄木板A相连，质量为m=0.5Kg的小球B放在木板A上，弹簧的劲度系数为k=2000N/m。现有一竖直向下、大小F=20N的力作用在B上且系统处于静止状态，在B球正上方处由一四分之一内壁光滑竖直圆弧轨道，圆弧半径R=0.4m，圆弧下端P点距离距离弹簧原长位置高度为h=0.6m。撤去外力F后，B竖直上升最终从P点切入原轨道，到达Q点的速度为v_Q=4m/s。求：
（1）球B在Q点时对轨道的压力
（2）AB分离时的速度v
（3）撤去F瞬间弹簧的弹性是能E_p

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）15N（2）6m/s（3）36.4J

解析

（1） 轨道对球压力N
N +mg=mv_Q²/R              （2分）
N =m v_Q²/R –mg=15N       （2分）
球对轨道压力N ^/= N =" 15N  " （1分）
(2)AB在弹簧原长处分离后，B上升机械能守恒
mv²/2=mg(R+h)+ mv_Q²/2           （2分）
v="6m/s                        "  （2分）
(3)撤去F到弹簧恢复原长AB分离上升H
kH=F+(m+M)g                     （2分） 
H="0.02m                         " （2分）
此过程机械能守恒
E_p=(m+M)gH+(m+M)v²/2             （2分） 
代入数据得到   E_p="36.4J         " （2分）

考点

据考高分专家说，试题“（17分）如图所示，轻质弹簧的一端固定在.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。

弹力的大小、胡克定律

弹力的大小：

弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大；形变量越小，产生的弹力越小。
(1)一般情况下，弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来；对于弹簧的弹力，在弹性限度内遵循胡克定律：
(2)胡克定律在弹性限度内，弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比，即F=kx，式中k为劲度系数，x为弹簧的形变量，F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。



①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差：x=|L—L0|，不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N／m，由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定，弹簧做好后，劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a．由胡克定律F=kx知：k=F／x
b．由F一x图像知：

判定弹力的有无及其方向的方法：

判定弹力的有无及其方向的方法：