高中物理 弹簧问题(6页).doc
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1、-高中物理 弹簧问题-第 - 6 - 页弹簧问题轻弹簧是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧,是一个理想模型,可充分拉伸与压缩。无论轻弹簧处于受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零。弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。弹簧弹力是由弹簧形变产生,弹力大小与方向时刻与当时形变对应。一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,现长位置,找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,以此来分析计算物体运动状态的可能变化。性质1、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态,各个部分受到的力大小是相同的。其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。
2、性质2、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变弹簧缓变特性;有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零。性质3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形,拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。分析弹力时,在未明确形变的具体情况时,要考虑到弹力的两个可能的方向。弹簧问题的题目类型1、求弹簧弹力的大小、形变量(有无弹力或弹簧秤示数)2、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度3、在弹力作用下物体运动情况分析(往往涉及到多过程,判断v S a F变化)4、有弹簧相关的临界问题和极值问题 除此之外,高中物理还包括和弹簧相关的动量和能量以及简谐振动的问题1、弹簧问题受力分析受力分析对象是弹簧连接的物体,而不
3、是弹簧本身找出弹簧系统的初末状态,列出弹簧连接的物体的受力方程。(灵活运用整体法隔离法);通过弹簧形变量的变化来确定物体位置。(高度,水平位置)的变化弹簧长度的改变,取决于初末状态改变。(压缩拉伸变化)参考点,F=kx 指的是相对于自然长度(原长)的改变量,不一定是相对于之前状态的长度改变量。抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态,弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零的特点求解。注:如果a相同,先整体后隔离。隔离法求内力,优先对受力少的物体进行隔离分析。2、瞬时性问题题型:改变外部条件(突然剪断绳子,撤去支撑物)针对不同类型的物体的弹力特点(突变还是不突变),对物体做受力分析3、动态过程分析三点分析法
4、(接触点,平衡点,最大形变点)竖直型:水平型:明确有无推力,有无摩擦力。物体是否系在弹簧上。小结:弹簧作用下的变加速运动,速度增减不能只看弹力,而是看合外力。(比较合外力方向和速度方向判断)加速度等于零常常是出现速度极值的临界点。速度等于零往往加速度达到最大值。4、临界极值问题题型1:求弹簧连接体物体的分离临界条件。(竖直型、水平型)采用隔离法对分离瞬间进行分析, 分离瞬间(T=0,有相同的速度、加速度)在该处弹簧不一定处于原长,需要根据条件具体分析。题型2:求弹簧连接体物体最大最小速度,加速度物体做变加速运动:加速度等于零,速度达到最大值;速度等于零,加速度达到最大值。外力F为变力,物体匀变
5、速运动:结合受力和运动综合分析。类型一:关于弹簧的伸长量和弹力的计算 分析出弹簧处于原长的位置,判断在弹力作用下物体运动情况是解题的关键。例1:如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长状态。若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为 ( )A. B. C. D.例2:如图所示,放在水平面上的斜面体B始终静止,物块A放在斜面体上,一轻质弹簧,两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接,初始时A、B静止,弹
6、簧处于压缩状态。现用力F沿斜面向上拉A,但并未运动。下列说法正确的是( )A. 弹簧对挡板的作用力减小 B. A、B之间的摩擦力可能大小不变C. B对地面的压力增加 D. 水平面对B的摩擦力不变类型二:关于弹簧瞬时性问题例3:(多选) 如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力Ffa0,b所受摩擦力Ffb0。现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )AFfa大小不变 BFfa方向改变CFfb仍然为零 DFfb方向向右例4:如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2 kg的物体A
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