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《高中物理教学参考 滑块与轻质弹簧相互作用问题探讨.doc》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、滑块与轻质弹簧相互作用问题探讨有关轻质弹簧命题，历来是每年高考必考题•特别是现在高考物理单独命题,一旦涉及轻质弹簧，又多以接近压轴题或以压轴题出现在试卷中，此类问题最能拉开学生之间的距离,因为轻弹簧在物体运动变化中产生的弹力是变力，考察学生对动态物理变化分析，也最能体现学生的能力，同时这类习题多涉及重点知识。如动量守恒、能量守恒、动量守恒定律.机械能守恒等，综合能力较强，对物理过程的分析和把握要求也较高。应反复锤炼，方可应对自如。综合素质比较高的学生可了解g心达式。一、单个物体与弹簧相接问题:这类问题较简单。从能的转化上看只
2、是弹簧的弹性势能与物体的动、势能之间的转化，有时应用动量定理，动能定理等知识。例如图为一轻弹簧，一端栓一物体M,现把M提到跟悬点0在0^aAAAa^同一水平面的位置，然后放手让它H由摆向平衡位置的过程屮，若°厂不计空气阻力，设弹簧的弹性势能为A,物体的重力势能为B,物体'/的机械能为C,系统机械能为D,则下列说法屮正确的是（)1/A.A减小,B减小，C不变,D不变；f1/B.A增大,B减小，C减小，D不变；丿C.A增大，B增大，C增大，D不变；D.A不变，B减小，C不变，D不变；B。一-解析：此题只有一个小球和弹簧,显然
3、在小球下落过程中,重力做正功，小球的动能增加,重力势能转化为小球的动能，弹簧的弹性势能、机械能减小，但系统机械能不变。选（B）。例2.如图所示，水平地面上沿竖直方向I古I定一轻质弹簧，质量为M的小球，由弹簧上高H处自由落下，刚接触到弹簧时的速度为V,在弹性限度内，弹簧被小球作用的最大压缩量为h,那么弹簧在被压缩了h时，弹性势能为（）12A^mgHB、mghC、mgh+—mvD、mgH+—mv2E、mg（h+H）。解析：从弹簧上方高HH由下落至弹簧的最大压缩量h,重力势能减少△Ep=mg（h+H）,最终转化为弹性势能。正确答案
4、为（C、E）。二、两个或两个以上物体与轻质弹簧相连问题:这类问题一般比较复杂，特别是两个物体与弹簧相互作用更是常见，而近年来多个物体牵涉到物体更多，过程的与轻弹簧相互作用问题也时有出现。象2003年高考20题压轴题,分析把握更有一定难度，务必搞清每一个环节。例1.如图所示,质量为mA=lkg和mB=2kg的木块放在光滑的水平面上，屮间用一质量可以不计的轻弹簧相连，开始时A、B都处于静止状态，现突然给A一个大小等于6N・S的水平向右冲量，则当两木块靠得最近时，弹簧的弹性势能等于Jo解析:给A—个冲量,A秋得一个速度向右,压缩弹
5、簧,A减速运动,B加速运动,当两木块有共同速度时靠最近。/.I==mavo=(mA+mB)v,vo=6m/s,v=2m/s,/.AEp=—mAvo2——（mA+mB）v2=12J・p22例2・如图所示，两木块放在光滑的水平血上，并以轻弹簧相接，木块2紧靠竖直墙壁，现在用木块1压缩弹簧，并由静止释放，这时弹簧的弹性势能为E。，运动屮，弹簧伸长最大和压缩最大时，弹簧的弹性势能分别为Ei和E2.则（）A、Ei=E2B、Eo=E2C、Eo>E2D、Ex6、Eo=-mivo22当1、2滑块与弹簧作用有嚴大伸长量和压缩量时，1、2有共同速度vAE1=E2=
7、miV°245旳2）心。佝部分转化为1、2的动能）.注：此题中关键把握有最大伸长和压缩时有相同的速度。例3・如图所示,高出地面h=1.25m的光滑平台上,靠墙放着质量为mi=4Kg的物体A,用手把质量为m2=2Kg的物体B经轻弹簧压向物体A,保持静止。（弹簧与A、B不系牢），此时弹簧具有的弹性势能为EP=100Jo在A、BZ间系一细细，细绳的长度稍大于弹簧的自然长度，放手Z示，物体B向右运动，把细绳拉断，物体B落在离平台水平距
8、离S=2m的地面上。取g=10m/s2求：（1）在此过稈屮，墙壁对物体A的冲量。（2）细绳对物体A做的功。（3）过程损失的机械能解析：放手后，弹簧对A、B同时施一个大小相同的弹簧力，且作用时间相等，则对A、B的冲量大小相等，由力的传递性，墙壁在此过程屮对A的冲最也等于弹簧对A或B的冲量。设冲最为I,作用后绳未拉肓前而弹簧恢复成原长时，B的速度为v0o此过程弹性势能转化为B动能。.12••Ep=—EV。2l=m2v0A、B与绳相互作用过程屮，动量守恒，设绳断后，A的速度为Va，B的速度为Vb，有：m2v0=miVA+m2vBB
9、后来做平抛运动，有：h=l^s=vBt绳对A作功：/7=丄（71卜人22由①一⑥解得：l=20N・s;W=18J;Va=3M/S;VB=4m/s0过程中损失的机械能：AE=EP—（—m^A2+—m2vB2）=75J22注：此题中涉及了冲量、动量、机械能、功能关系及转化、平抛，同时注意过程
