弹簧问题教师讲义

《弹簧问题教师讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、弹簧问题教师讲义专题：弹簧问题一、弹簧的弹力1、弹簧弹力的大小F=kx弹簧劲度系数两根完全相同的弹簧申联起来，其劲度系数只是一根弹簧劲度系数的一半，这是因为弹簧的长度变大的缘故；若两根完全相同的弹簧并联起来，其劲度系数是一根弹簧劲度系数的两倍，这是相当于弹簧丝变粗所导致；二、轻质弹簧的一些特性性质1、轻弹簧在力的作用下无论是平衡状态还是加速运动状态，各个部分受到的力大小是相同的。其伸长量等于弹簧任意位置受到的力和劲度系数的比值。如图1和2中相同的轻弹簧，其端点受到相同大小的力时，无论弹簧是处于静止、匀速还是加速运动状态，各个弹簧的伸长

2、量都是相同的。性质2、两端与物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间变化一一弹簧缓变特性；有一端不与物体相连的轻弹簧上的弹力能够在瞬间变化为零。1如在图1、2、3、4、中撤出任何一个力的瞬间，弹簧的长度不会变化，弹力的大小也不会变化；但是在图5屮撤出力F的瞬时，弹簧恢复原长，弹力变为零。性质3、弹簧的形变有拉伸和压缩两种情形，拉伸和压缩形变对应弹力的方向相反。分析弹力时，在未明确形变的具体情况时，要考虑到弹力的两个可能的方向。性质4、弹力的大小与形变量成正比，方向与形变的方向相反，即F=-kx，是一个线性回复力，物体在弹簧弹力的作用下，通

3、常会做简谐运动。性质5、弹性势能和弹力的功(1)弹性势能①弹性势能的大小：(运用此式的定量计算在高中阶段不作要求，只做理解弹性势能的依据)。②弹性势能的计算：弹性势能的定量计算依据功能关系或能的转化和守恒定律。(2)弹力的功弹力的功是变力的功，因为弹力随着位移是线性变化的，所以弹力功的大小可以用平均1力求得即，(3)弹力功的特点弹簧弹力的功与路径无关一一同一弹簧在某一过程中弹力的功只是取决于初末状态弹簧形变量的大小，与弹力的作用点经过的路径没有关系。这一点对于计算弹力的功和弹性势能是非常重要的，必须引起重视。(4)弹性势能与弹力功的关

4、系①弹力做正功时弹性势能减少；弹力做负功时弹性势能增加。②弹力的功等于弹性势能增量的负值即：四、解决弹簧问题方法归1、基本方法是：依据运动和力的关系，运用解决动力学问题的一般方法去分析解决。①分析物体受到合力的大小、方向变化情况——分析物体初速度或者速度方向一一确定物体的运动情况，由此求出未知量;或者明确己知的运动情况（即物体处于什么样的运动状态）一一确定物体的受力情况，由此求出未知量；②选取物理规律列方程物体处于平衡状态时一一运用平衡条件结合胡克定律物体做匀变速运动时一一用牛顿第二定律和运动学公式物体做简谐振动时一一运用简谐振动的规

5、律非匀变速运动的过程一一通常耍用能的转化和守恒定律综合性问题一一动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律灵活运用2、分析弹簧问题需要特別关注的几点（1）弹力的变化特点——物体做变加速运动（2）弹力不能突变的特点一一形变的发生和恢复都需要一定的时间，（3）物体做简谐运动的特点一一运动状态存在对称性（4）弹力做功与路径无关的特点，重力势能只取决于状态的特点（5）有临界状态和转折状态的特点——分离状态、合力为零状态、拉力和压力转折状态等（6）弹簧问题多解的特点一一对同一大小的弹力弹簧对应两个状态，要注意不要漏解典例透析类型一：关于弹簧的伸长

6、量和弹力的计算解决这类问题的方法是:(1)根据物体所处的运动状态，运用牛顿定律或平衡条件求出弹簧受到的弹力，然后由胡克定律计算弹簧的形变量或原长等。(2)由物体的运动情况和几何关系求出弹簧的形变量，然后用胡克定律计算弹力，进而求解物体的运动情况。值得注意的是：弹簧可能产生拉力也可能产生压力，同一弹力弹簧可能有两个长度；轻质弹簧上的弹力大小处处相等。1、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端同定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小

7、物块，物块在光滑的桌面上滑动；④屮弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以四个弹簧的伸长量，则有()A.依次表示B.C.D.2答案：D2。如图所示，A、B是两个相同的弹簧，原长都是L0=10cm，劲度系数k=500N/m，若:§:2挂的两个物体质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26cm，则m=(og取10m/s)解析：首先以下面物体为研究对象，然后以两物体为整体，求出对上端弹簧拉力，分别列出弹力方程：3、如图所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们均处于平衡状态

8、.则：（）A.有可能N处于拉仲状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态，本题只有A、D正确.4、如图所示，重力为