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《弹簧类问题难点探究（页）》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、弹簧类问题难点探究思考在屮学阶段，凡涉及的弹费都不考虑其质量，称Z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，涉及的知识而广，耍求的能力较高，是高考的难点z—.•难点提出1.（99年全国）如图2・1所示，两木块的质最分别为如和加2,两轻质弹簧的劲度系数分别为b和局，上面木块压在上面的弹费上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上而的木块，总到它刚离开上而弹赞.在这过程中下而木块移动的距离为A証£m^gc°叫'图2—11*st£Jr图2—2121.如图2-2所示，劲度系数为b的轻质弹簧两端分别与质量为加
2、、m2的物块1、2拴接,劲度系数为b的轻质弹簧上端与物块
3、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卞端刚脱离桌面•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.2.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹赞下端固定在地上.平衡时弹簧的压缩量为心，如图2-3所示.一物块从钢板正上方距离为3也的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连.它们到达最低点后乂向上运动.已知物块质量为加时，它们恰能冋到O点.若物块质量为加，仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,述具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离.•案例探究［例1］如图2-4,轻弹簧和一根细
4、线共同拉住一质量为加的物体,图2-4平衡时细线水平，弹簧与竖直夹角为8,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，谋认为“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/cos0细线的弹力T'=/ngtan&细线剪断后由于弹簧的弹力及重力均不变，故物体的合力水平向右,T'等大而反向，工",故物体的加速度«=gtan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
5、分别为0.42kg和0.40kg,弹簧的劲度系数k=100N/m,若在木块A上作用一个竖肓向上的力F,使A由静止开始以0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动（^=10m/s2）.（1）使木块4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4、〃分离的过图2・577777777777777777777.冬I2-6程中，弹簧的弹性势能减少了0.248J,求这一过程F对木块做的功.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对此物理过程的分析后，确泄两物体分离的临界点，即当弹费作用卜•的两物体加速隊速度相同且相
6、互作用的弹力N=0吋，恰好分离.解题方法与技巧：当F=0（即不加竖直向上F力时），设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩最为兀，有kx=（畑+w）gx=（nu+nif｝）g/k①对A丿施加F力，分析A、3受力如图2・7对AF^-N-mAg=mAa②对Bkx'-N-mug^npa'③4ks5u图2-7可知，当NH0吋，AB有共同加速度,III®式知欲使A匀加速运动，随N减小F增大.当2=0时，F取得了最大值几，即Fm=mA(g+a)=4.41N又当W=0时，A、3开始分离，由③式知，此时,弹簧压缩量匕‘=mBCa+g)x'=mR(a+g)Ik④A3共同速度v2=2z/(x-xz)⑤由题知，此
7、过程弹性势能减少了VVp=Ep=0.248J设F力功对这一过程应用动能定理或功能原理Wp+Ep-(加gCx-xr)=—(加a+/wb)v2⑥联立①④⑤⑥，H.注意到Ep=0.248J可知，Wf=9.64X10*2J•锦囊妙计一、高考要求轻弹赞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，是高考命题的垂点，此类命题几乎每年高考卷血均冇所见.应引起足够重视.二、弹簧类命题突破要点1•弹赞的弹力是一•种山形变而决定人小和方向的力•当题目中出现弹赞时,要注意弹力的人小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目屮一般应从弹簧的形变分
8、析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量兀与物体空间位置变化的几何关系，分析形变所对应的弹力人小、方向，以此来分析计算物体运动状态的可能变化.2.因弹簧(尤其是软质弹费)其形变发生改变过程需要一段时I'可，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬吋变化时，可以认为弹力大小不变，即弹赞的弹力不突变.3.在求弹赞的弹力做功时，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
