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1、弹簧弹力问题概述 弹簧类问题专题练习 轻弹簧是一种理想化的物理模型,以轻质弹簧为载体,设置复杂的物理情景,考查力的概念,物体的平衡,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点,此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视.b5E2RGbCAP 一、弹簧弹力及做功与弹性势能等特点: (1)弹力的大小与形变量大小成正比(胡克定律) (2)方向具有双向性 (3)是一种渐变弹力(当外界条件发生变化的瞬间,弹力保持不变) (4)弹力做功在数值上等于弹性势能的变化,可以用弹力平均力求功。 (5)弹性势能的大小与形变量大小有关。 二、处理弹簧问题
2、的一般方法 (1)弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力,当题目中出现弹簧时,要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题解题时,一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,再确定其初状态位置,末态位置,找出各个位置对应的形变量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的位移及运动状态的变化.尤其是坚直弹簧问题涉及重力势能的变化,可以通过弹簧形变量的变化确物体高度的变化。p1EanqFDPw (2)因弹簧(尤其是软质弹簧)其形变发生改变过程需要一段时间,在瞬间内形变量可以认为不变.因此,在分析瞬时
3、变化时,可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变.DXDiTa9E3d (3)在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变化,可以先求平均力,再用功的定义进行计算,也可据动能定理、功能关系、能量转化和守恒定律求解。RTCrpUDGiT 一、弹簧读数问题 1.如图所示,弹簧秤、绳和滑轮的重力及摩擦力均可不计,物体重量都为G。在甲、乙、丙三种情况 下,弹簧的读数分别是F1、F 2、F 3 ,则 A.F 3 >F1=F2B.F1=F2=F3 C.F3=F1>F2 D.F1>F2=F3 2.实验室常用的弹簧秤如图1甲所示,连 接有挂钩的拉杆与弹簧
4、相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧秤的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计,现将该弹簧秤5PCzVD7HxA 以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹簧秤, 静止时弹簧秤的读数为 A.乙图读数F0-G,丙图读数F0+G B.乙图读数F0-G,丙图读数F0 C.乙图读数F0,丙图读数F0-G D.乙图读数F0+G,丙图读数F0-G 3、如图所示,轻杆AB=14.10cm,AC=10cm,当B端挂1N重物时,BC水平;当B端挂2N重物时,AB水平.求:jLBHrnAILg
5、(1)这两种情况下弹簧的拉力分别为多少?(2)弹簧的原长是多少? (3)弹簧的劲度系数k为多少?答案(1)1N3.46N(2)7.03cm(3)33N/m(xHAQX74J0X 4.如图1所示,L1、L2是径度系数均为k的轻质弹簧,A、B两只钩码均重G,则静止时两弹簧伸长量之和为()LDAYtRyKfE A.3G/k B.2G/k C.G/k D.G/2k 9.(2002广东物理7)图中a、b、c为三个物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态。A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B有可能N处于压缩状态
6、而M处于拉伸状态C有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态Zzz6ZB2Ltk 二、瞬时性问题 分析瞬时加速度问题,主要抓住 (1)分析瞬时前后的受力情况及运动状态,列出相应的力的平衡或牛顿第二定律方程.(2)紧抓轻绳模型中的弹力可以突变、轻弹簧模型中的弹力不能突变这个力学特征.dvzfvkwMI1 对策:根据物体所处的初状态求出物体所受弹簧的弹力,而在分析瞬时变化时,可以认为弹力不变,即弹簧的弹力不突变.rqyn14ZNXI 例题1.如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一
7、端悬挂在天花板上,EmxvxOtOco 与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。(l)下面是某同学对该题的一种解法:SixE2yXPq5 解:设l1线上拉力为T1,线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡 T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ 剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。因为mgtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向。6ewMyirQFL 你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。 (2)若将图A中的细线
8、l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如
