高三物理 牛顿运动定律拓展应用之二、弹簧模型成套专题复习课件.ppt

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1、高考一轮复习研讨课牛顿运动定律的应用与拓展2弹簧模型牛顿运动定律的应用与拓展2-----弹簧模型弹簧模型是高中物理中的一种常见的物理模型，几乎每年高考对这种模型有所涉及和作为压轴题加以考查。它涉及的物理问题较广，有：平衡类问题、运动的合成与分解、临界和突变、圆周运动、简谐运动、做功、冲量、动量和能量等问题。例1(2005年全国Ⅲ24)(19分)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一恒

2、力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。（重力加速度为g）.ABCθ变式训练1.（2009·吉林）如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离.则下列说法中正确的是（）A.B和A刚分离时，弹簧为原长B.B和A刚分离时，它们的加速度为gC.弹簧的劲度系数等于mg/hD.在B与A分离之前，它们作匀加速运动C解析分析：分离时，A、B间弹力为0，二者加速度相同，弹簧处于压缩状态

3、，aB=0，aA=0,此时，弹簧所受压力为mg,所以A、B错误;由ΔF=kΔx所以2mg-mg=khk=，C正确;分离前二者一起作变加速运动，所以D错误.答案C变式训练2.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上端固定有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧的下端连有一质量为m的小球，小球被一垂直于斜面的档板A挡住，此时弹簧没有形变，若手持挡板A以加速度a（a

4、别为mA=10kg、mB=2kg的两物块靠在一起,静止在倾角θ=30°的光滑斜面上，轻弹簧一端与物块B连接，另一端与挡板连接，弹簧的劲度系数k=400N/m,现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上匀加速运动。已知力F在前0.2秒内为变力，0.2后为恒力。求(1)力F的最大值与最小值；(2)物块A的位移S.ABθF变式训练3.如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计，盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg，弹簧的劲度系数k=800N/m。现给P施加一个竖直向上的力

5、F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在前0.2s内F是变化的，在0.2s以后F是恒力，则F的最小值是多少，最大值是多少？解题的关键：理解0.2s前F是变力，0.2s后F是恒力的隐含条件。即在0.2s前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化。解:以物体P为研究对象，受力分析：物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。　因为物体静止，N=G①N=kx0②(压缩)设物体向上匀加速运动加速度为a。　　此时物体P受力如图示,受重力G，拉力F和支持力N′据牛顿第二定律有F+N′－G=ma③当0.2s后物体

6、所受拉力F为恒力，即为P与盘脱离，即弹簧无形变，由0～0.2s内物体的位移为x0,物体由静止开始运动，则④由式①，②中解得x0=0.15m,代入式④解得a=7.5m/s2F的最小值由式③可以看出即为N′最大时，即初始时刻N′=N=kx0代入式③得Fmin=ma+mg－kx0=12×(7.5+10)-800×0.15=90(N)F最大值即N=0时，F=ma+mg=210（N）【小结】本题若称盘质量不可忽略，在分析中应注意P物体与称盘分离时，弹簧的形变不为0，P物体的位移就不等于x0，而应等于x0-x

7、（其中x为称盘对弹簧的压缩量）。变式思考：本题若称盘质量不可忽略呢？课堂小结弹簧类问题必须弄清弹簧所处的状态及连接方式，认真进行受力分析，运动过程分析，深刻领会:1.相互接触物体的分离条件:2.物体的位移可以用弹簧的形变量的变化量来表示:s=x1+x2或s=x1-x2FN=0,且分离时a相同,v相同;