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《【精品】弹簧类问题难点探究思考(带详细解析)》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、121Bzif弹簧类问题难点探究思考在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧“,这是一种常见的理想化物理模型.弹簧类问题多为综合性问题，涉及的知识面广，要求的能力较高,是高考的难点之一.•难点提出1.（99年全国）如图2・1所示，两木块的质量分别为g和力2,两轻质弹簧的劲度系数分别为灯和k2,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态•现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧•在这过程中下面木块移动的距离为A.处B.恋D.叱&kk2k2加1图2—1图2—22•如图2-2所示，劲度系数为匕的轻质弹簧两端分别与质量为"1、“2的物块1>2拴接
2、，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态•现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面•在此过程中，物块2的重力势能增加了，物块1的重力势能增加了3•质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上•平衡时弹簧的压缩量为xo,女图2-32OA*所示•一物块从钢板正上方距离为3xo的人处自市落下，”严単宀打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连•它—.们到达最低点后又向上运动.已知物块质量为m时它图^们恰能回到O点•若物块质量为2m,仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度•求物
3、块向上运动到达的最高点与O点的距离.•案例探究图2-4［例1］如图2-4,轻弹簧和一根细线共同拉住一质量为m的物体，平衡时细线水平，弹簧与竖直夹角为0,若突然剪断细线，刚刚剪断细线的瞬间，物体的加速度多大?命题意图：考查理解能力及推理判断能力・B级要求.错解分析：对弹簧模型与绳模型瞬态变化的特征不能加以区分,误认为'弹簧弹力在细线剪断的瞬间发生突变“从而导致错解.解题方法与技巧：弹簧剪断前分析受力如图2-5,由几何关系可知:弹簧的弹力T=mg/cos9细线的弹力r=mgtan0细线剪断后由于弹簧的弹力及重力均不变，故物体的图2-5合力水平向右，与厂等大而反向，工F二mgta
4、n〃，故物体的加速度a=gtan9,水平向右.[例2]A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图2-6所示，已知木块A、B质量分别为0.42kg和0.40kg,氏二弹簧的劲度系数k=100N/m,若在木块A上作用一个
5、竖直向上的力F,使A由静止开始以0.5m/s2的加速度—图2-6竖直向上做匀加速运动（gJOm/s：）.（1）使木块A竖直做匀加速运动的过程中，力F的最大值；（2）若木块由静止开始做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了0.248J,求这一过程F对木块做的命题意图：考查对物理过程、状态的综合分析能力・B级要求.错解分析：此题难点和失分点在于能否通过
6、对此物理过程的分析后，确定两物体分离的临界点，即当弹簧作用下的两物体加速度、速图2-7度相同且相互作用的弹力/V二0时，恰好分离.解题方法与技巧：当F二0（即不加竖直向上F力时），设&、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为X,有kx=（mA+mB）gx二CmA+mB）g/k对A施加F力，分析A、B受力如图2・7对AF+N-mAg=mAa对Bkxr・N-mBg=mBar③可知，当NHO时，AB有共同加速度gM,由②式知欲使4匀加速运动，随/V减小F增大•当/V二0时，F取得了最大值F和即Fm=mA(g+a)=4.41N又当N二0时，A、B开始分离,由③式知，此时，弹簧压缩量
7、kx‘=mB(a+g)x‘=mB(a+g)/k④AB共同速度/二2a(x・“)⑤由题知，此过程弹性势能减少了W/p=EP=0.248J设F力功必，对这一过程应用动能定理或功能原理Wf+Ep-(mA+mB)g(x・x‘)=-v2⑥联立①④⑤⑥，且注意到Ep二0.248J可知，IVf=9.64X10_2J•锦囊妙计一、高考要求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.二、弹簧类命题突破要点1・弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方
8、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•在题目中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.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，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变.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，也可据动能定理和功能关系：能
