高中物理-弹簧问题(共8页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上弹簧问题轻弹簧是不考虑弹簧本身的质量和重力的弹簧，是一个理想模型，可充分拉伸与压缩。无论轻弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零。弹簧读数始终等于任意一端的弹力大小。弹簧弹力是由弹簧形变产生，弹力大小与方向时刻与当时形变对应。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。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。性质2、两端与

2、物体相连的轻质弹簧上的弹力不能在瞬间突变弹簧缓变特性；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。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。弹簧问题的题目类型1、求弹簧弹力的大小、形变量（有无弹力或弹簧秤示数）2、求与弹簧相连接的物体的瞬时加速度3、在弹力作用下物体运动情况分析（往往涉及到多过程，判断v S a F变化）4、有弹簧相关的临界问题和极值问题 除此之外，高中物理还包括和弹簧相关的动量和能量以及简谐振动的问题1、弹簧问题受力分析受力分析对象是弹簧连接的物体，而不是弹簧本身找出

3、弹簧系统的初末状态，列出弹簧连接的物体的受力方程。（灵活运用整体法隔离法）；通过弹簧形变量的变化来确定物体位置。（高度，水平位置）的变化弹簧长度的改变，取决于初末状态改变。（压缩拉伸变化）参考点，F=kx 指的是相对于自然长度（原长）的改变量，不一定是相对于之前状态的长度改变量。抓住弹簧处于受力平衡还是加速状态，弹簧两端受力等大反向。合力恒等于零的特点求解。注：如果a相同，先整体后隔离。隔离法求内力，优先对受力少的物体进行隔离分析。2、瞬时性问题题型：改变外部条件（突然剪断绳子，撤去支撑物）针对不同类型的物体的弹力特点（突变还是不突变），对物体做受力分析3、动态过程分析三点分析法（接触点，平衡

4、点，最大形变点）竖直型：水平型：明确有无推力，有无摩擦力。物体是否系在弹簧上。小结：弹簧作用下的变加速运动，速度增减不能只看弹力，而是看合外力。（比较合外力方向和速度方向判断）加速度等于零常常是出现速度极值的临界点。速度等于零往往加速度达到最大值。4、临界极值问题题型1：求弹簧连接体物体的分离临界条件。（竖直型、水平型）采用隔离法对分离瞬间进行分析， 分离瞬间（T=0，有相同的速度、加速度）在该处弹簧不一定处于原长，需要根据条件具体分析。题型2：求弹簧连接体物体最大最小速度，加速度物体做变加速运动：加速度等于零，速度达到最大值；速度等于零，加速度达到最大值。外力F为变力，物体匀变速运动：结合受

5、力和运动综合分析。类型一：关于弹簧的伸长量和弹力的计算 分析出弹簧处于原长的位置，判断在弹力作用下物体运动情况是解题的关键。例1：如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长状态。若把固定的物体换为质量为2m的物体（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为 ( )A. B. C. D.例2：如图所示，放在水平面上的斜面体B始终静止，物块A放在斜面体上，一轻质弹簧，两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态

6、。现用力F沿斜面向上拉A，但并未运动。下列说法正确的是( )A. 弹簧对挡板的作用力减小 B. A、B之间的摩擦力可能大小不变C. B对地面的压力增加 D. 水平面对B的摩擦力不变类型二：关于弹簧瞬时性问题例3：(多选) 如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0。现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( )AFfa大小不变 BFfa方向改变CFfb仍然为零 DFfb方向向右例4：如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2 kg的物体A，处于静止状态

7、。若将一个质量为3 kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则B对A的压力大小为(g取10 m/s2)( )A30 N B0 C15 N D12 N例5：如图所示，A、B两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上，A和B的质量之比为13，用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连，在 A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F，当两环都沿杆以相同的加速度a运动时，弹簧与杆夹角为53°。（cos53°=0.6）求：（1）弹簧的劲度系数为多少？ （2）若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，A的加速度为a/，a/ 与a之间比为多少？例6：如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略

8、不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为( )A.mg； B. ； C.； D. 类型三：动态过程分析例7：如图，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是（）A若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大例8：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

9、质量为12 kg，弹簧的劲度系数k800 N/m.现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速运动已知在前0.2 s内F是变化的，在0.2 s以后F是恒力，g10 m/s2，则求：(1)未施加力F时，弹簧的压缩量(2)物体做匀加速直线运动的加速度大小(3)F的最小值是多少，最大值是多少？例9：如图所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始时两木块静止且弹簧处于原长状态现用水平恒力F推木块A，在从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，则（）A两木块速度相同时，加速度aAaBB两木块加速度相同时，速度vAvBCA的加速度先减小后增大DB的加速度一直在增大类型四：临界

10、极值问题例10：A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知木块A、B质量分别为mA和mB，弹簧的劲度系数k，若在木块B上作用一个竖直向上的力，使AB由静止开始以加速度a一起竖直向上做匀加速运动，运动一段时间后AB分离。求A、B分离时B物体速度大小。例11：如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水平。A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2.物块与地面的最大静摩擦力为f. 则弹簧的劲度系数为( )A B C. D 例12：如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的

11、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.【答案】(1) 课后作业1. 如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体。细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N。关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是( )A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上D斜面

12、对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上2. 如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为( )A.4 B4 C12 D213.（多选）如图所示，重力为G的质点M与三根相同的轻质弹簧相连，静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120。，已知弹簧A、B对质点的作用力均为2G，则弹簧C对质点的作用力大小可能为（ ）A. 2G B. G C. 0 D. 3G4. 如图，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是（）A若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D若接触