弹簧模式三位置特点剖析

《弹簧模式三位置特点剖析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、弹簧模式三位置特点剖析高考热点追踪浙江省温岭中学周韬唐斌刘同止陈宏（317500）物理高考试题的稳中求变是其基本策略，变是常态。变是测试考生的新情景解决问题的创新思维能力，同时也对我们的教学捉出新的要求。如过去高考的压轴题常出在物块木板模式类问题，这类问题的综合性强，蕴涵的考点丰富，相对运动、动量守恒、能量守恒等等。同吋解题的思路比较宽。所以它作为一个稳定的考点也就不奇怪了。但多年的考试的应用，在此模式上出新的难度也越来越人。从这儿年的高考试题看弹簧类模式冇成了一个新的高考热点，但我的教师对新的高考热点的特性还没冇较为深刻的认识，弹簧类问题的基木特性是什么呢？笔者认为应该抓好三个位置点

2、特性，也就是对平衡点、分离点、对称点的研究。这样就为考主指明了应试目标，也为我们的教学指出了教学的重点。一平移有变的平衡点平衡点就是物块在弹簧的弹力作用下的合力为零的点，例如：在光滑的水平地面上冇一物块，少弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙壁上，如图（1）所示，弹簧的原长位置o点是物体的平衡点，物体在弹力的作用下做简谐振动，这是最简单的物理情景。但是在此问题变式值得进一步讨论。如果地面是粗糙的，平衡点的位宜与弹簧的原长的位査不一致，并具有多解性。如图在物体从图示的位置向右运动时，其平衡位置在O点的左侧；如果物体原来在O点的右侧是时，在向左侧运动的过程屮，其平衡位置在图中O点的右侧。如

3、果弹簧振子在是在竖总方向，如图（2）所示。左图中的平衡点比原长要大-•些。而oil0右图的平衡位置比原长的位置要小一些。问题看来比较简单，但如果把问题放在比较复朵的问题情景中学生的理解往往会出现问题。例（1）如图所示，一轻质弹簧竖直放在水平地面上，小球A由弹赞正上方某髙度自山落卜，与弹赞接触后，开始压缩弹簧，设此过程中弹簧始终服从胡克定律，那么在小球压缩弹簧的过程中，以下说法屮正确的是（）A.小球加速度方向始终向上B.小球加速度方向始终向下C.小球加速度方向先向下后向上D.小球加速度方向先向上后向下参考答案:C图3在教学过程中我们会发现，相当一部分学生还不能理解在弹簧自由伸长的下边有一

4、个平衡点，这是学习过程的负迁移现象，把水平方向的认为物M图4Im弹簧振了的简谐运动分析迁移到这里，还有学习物理的前概念,体一受到弹力作用就开始减速。在教学川要给予足够的重视。例（2）如右图，质量为的物体A放在质量为M的物体BB与弹簧相连，它们一起在粗糙的水平面上振动，M与地面间的动摩擦因数为卩，振动过程屮A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为，分析物体在什么位置A物体受到合力为零。(参考答案：%±耐+认)k平衡点是力、速度、加速度、动能、动量等变化的转折点。是物理过程变化的重要特征点，并且在不同的物理情景下会发生移动。所以，在问题分析时应该了以重视。二动力学特征的分离点上述问题是一个

5、物体和一个弹簧组成的，但是更多的是两个物体与弹簧组成的系统。两个物体在运动到某-•位置时就会分开，那么这个位置就是物体间的分离点。例如在图(1)的基础上我们可得到这样的物理问题，如果B与弹簧相连，而A、B是紧靠在一起的两个物体，当弹簧原来处于压缩状态，如果地面是光滑的，则物体A、B在向左运动的过程屮A、B何时分离。当然物体应在弹簧的原长初分离。此不赘述。但是如果物体与地而Z间是不光滑的，则物体的分离点讨论就比较复杂了。现在分析如下：假设A、B在某一位直分离，此时刻两物体的相互作用力为零，同时，两物体的加速度相同。则aA=/LiAg；aB=/nBg+—；所以兀=(“A-。现分析如下:如果

6、等于应mBk或均为零；x等于零。两物体在O点分离；如果“a大于x大于零，两物体在O点的右侧分离；反之两物体的分离点在0点的左侧。例(3)如图所示，轻质弹簧上血固定-块质量不计的薄板，在薄板上放重物，用手将重物向卜-压缩到一定程度后，突然将手撤去，则重物何时与木板分离。解析：当物体分离时，物块的家加速度为g,木板的加速度也为g,弹簧的状态应为原长，即弹簧恢复原长时，二者分离；从动力学的角度可以得到，竖直方向的弹簧类问题两物体的分离点是在弹簧的原长处。三别样的对称点水平方向和竖肓方向的简谐振动，其运动特征是和对于平衡位置对称。在我们分析和解决问题时一定要充分运用这种对称性。但是我们还要注意

7、另-•个对称点，也就是相对于原长处的对称问题，因为弹性势能为物体的弹性形变有关，如果弹簧的始状态和末状态的形变量相同，则始、末状态的弹性势能相同，这是高考命题的一个新动向。因为教图7学对弹性势能没有定量计算的要求，高考也要与教学的要求一致。现在我们就具体物理问题进行分析。就象例(3)中物块受到的力只冇多大时才能分离。物体的平衡位置是弹簧的压缩量为X。」®+"山,其屮叫、叫为两物体的质量，k为劲k度系数，X。为新平衡位迸，我们知道在原长处，即平衡