高考物理重点难点弹簧类问题求解策略

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1、咼考物理重点难点9弹簧类问题求解策略在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹赞叫是一•种常见的理想化物理模型•弹赞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—.•难点磁场1.（★★★★）（1999年全国）如图9-1所示，两木块的质量分别为mi和巾2，两轻质弹簧的劲度系数分别为b和灯，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叫k、Ik2I/////A£D.1图9—1图9—22.（★★★

2、★）如图9・2所示，劲度系数为k］的轻质弹簧两端分别与质量为An】、g的物块1、2拴接，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的钢板与直立轻弹赞的上端连接，弹簧下端固定在地上•平衡时弹簧的压缩量为X。,如图9・3所示.一物块从钢板正上方距离为3xo的4处口由落下，打在钢板上并立刻少钢板一起向下运动，但不粘连•它们到达授

3、低点后又向上运动.已知物块质量为m时，它们恰能回到O点.若物块质量为2m,仍从A处自由落F,则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度.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9-4,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（）,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

4、技巧：弹簧剪断前分析受力如图9・5,由几何关系可知：弹簧的弹力T=mg/cose细线的弹力T'=mgtan0图9-5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，与厂等大而反向,EF=mgtan故物体的加速度ggtan〃，水平向右.［例2J(★★★★★)A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图9-6所示，已知木块久3质最分别为0.42kg和0.40kg,弹簧的劲度系数k=100N/m，若在木块人上作用一个竖直向上的力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(gTOm/s?).(1)使

5、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分离的过程屮，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：考查対物理过程、状态的综合分析能力・B级要求.图仝七错解分析：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、速度和同且和互作用的弹力N=0时，恰好分离.解题方法与技巧：图9-7icc当F=0(即不加竖直向上F力时)，设A、B叠放在弹簧上处于X,平衡时弹簧的压缩量为X,有kx=(mA+m

6、B)gx=(mA+mB)g/k对&施加F力，分析A、B受力如图9・7对AF+N-mAg=mAa对Bkx'-N-mBg=mBa'可知，当NHO吋，AB有共同加速度g，，由②式知欲使A匀加速运动，随A/减小F增尢当N=0时，F取得了最大值爲，即Fm=mA(g+a)=4.41N又当N=0时，人、B开始分离，由③式知，此时，弹簧压缩量kx'=me(a+g)x'=mB(a+g)/k④AB共同速度v2=2a(x・x‘)⑤由题知，此过程弹性势能减少了Wp=EP=0.248J设F力功必，対这一过程应用动能定理或功能原理WF+Ep・

7、(巾&+/7)8)g(x・x‘)=—CmA+mB)v2⑥2联立①④⑤⑥，fl注意到"0.248J可知，Wf=9.64X102J•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，是高考命题的重点，此类命题儿乎每年高考卷血均有所见.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向的力•当题H中出现弹簧时，要注意弹力的人小与方向时刻要与当时的形变和对应•在题目屮一般应从弹簧的形变分析入手，先确

8、定弹簧原长位置，现长位置，找出形变虽x与物体空间位置变化的儿何关系，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)-其形变发牛•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，即弹赞的弹力不突变.1.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，