弹簧类问题.pdf

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1、弹簧类问题 长兴金陵高中 12 届高三物理备课组 主备人:唐梦健 专题十三:弹簧类问题 高考要求 轻弹簧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 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.当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x 与物体空间位置变化的几何关系，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)其形变发生改变

2、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，即弹簧的弹力不突变.3.在求弹簧的弹力做功时，可据动能定理和功能关系:能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点:111222W=-(kx-kx)，弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式E=kx，高考不作定量要求，可作定k21p222 性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解.典型问题:一、“轻”弹簧类问题 例 1 例 2 如图所示,四处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:?中的弹簧的左端固定在墙

3、上?中的弹簧的左端也受到大小也为 F 的拉力的作用?中的弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动?中的弹簧的左端拴一个小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量为零,以 L、L、L、L 依次表示四个弹簧的伸长量,则有:()1234 2 F F F?1?F F 4?3?图一 A(LL B(LL C(LL D(L=L21431324 二、临界问题 两个相互接触的物体被弹簧弹出，这两个物体在什么位置恰好分开,这属于临界问题。“恰好分开”既可以认为已经分开，也可以认为还未分开。认为已分开，那么这两个物体间的弹力必然为零;认为未分开，那么这两个物体的速度、加速度必然相等。同时利用这两个结论，

4、就能分析出当时弹簧所处的状态。特点:1(接触;2(还没分开所以有共同的速度和加速度;3(弹力减小为零。1 长兴金陵高中 12 届高三物理备课组 主备人:唐梦健 例 3(一根劲度系数为 k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为 m 的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a 且(a则弹簧秤沿水平方向的加速度FFFF1212 为，弹簧秤的读数为.2、如图所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧两端分别与质量为 m、m 的物块 1、2拴接，劲度 112 系数为 k 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 2 态.现施

5、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、如图所示，木块 A 与 B 用一轻弹簧相连，竖直放在木块 C 上，三者静置于地面，A、B、C 的质量之比是 1?2?3(设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块 C 的瞬时，木块 A 和 B 的加速度分别是 a=_，a=_ AB 4、如图 5 所示，一质量为 M 的塑料球形容器，在 A 处与水平面接触。它的内部有一直 立的轻弹簧。弹簧下端固定于容器内部底部，上端系一带正电、质量为 m 的小球在竖直 方向振动，当加一向上的匀强电场后，弹簧正好在原长时，

6、小球恰好有最大速度。在振动过程中球形容器对桌面的最小压力为 0，求小球振动的最大加速度和容器对桌面的最大压力。5 两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知木块、质量分别为 0.42、A、BAB 2kg 和 0.40 kg，弹簧的劲度系数 k=100 N/m，若在木块 A 上作用一个竖直向上的力 F，使 A 由静止开始以 0.5 m/s 2 的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10 m/s).(1)使木块 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 分离的过程中，弹簧的弹性势能减少了 0.248 J，求这一过程 F 对木块做的功.6、如图所示，

7、挡板 P 固定在足够高的水平桌面上，小物块 A 和 B 大小可忽略，它们分别带为+Q 和+Q 的电荷量，质 AB 量分别为,和,。两物块由绝缘的轻弹簧相连，一个不可伸长的轻绳跨过滑轮，一端与 B 连接，另一端连接轻质,小钩。整个装置处于场强为 E、方向水平向左的匀强电场中，A、B 开始时静止，已知弹簧的劲度系数为 k，不计一切摩擦及 A、B 间的库仑力，A、B 所带电荷量保持不变，B 3 长兴金陵高中 12 届高三物理备课组 主备人:唐梦健 不会碰到滑轮。(1)若在小钩上挂质量为 M 的物块 C 并由静止释放，可使物块 A 对挡板 P 的压力恰为零，但不会离开 P，求物块 C 下降的最大距离,(2)若 C 的质量为 2M，则当 A 刚离开挡板 P 时，B 的速度多大,4