54平衡条件的应用学案2

1、可能被拉5.4平衡条件的应用之弹簧问题学案2【学习目标】熟练运用平衡条件解决弹簧平衡问题【知识要点】在中学阶段，不考虑质量的“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型，在弹性限度内其弹力遵从胡克定律.借助“轻弹簧”设置复杂的物理情景，来考查胡克定律的应用、物体的平衡.%1用解析法来解动态平衡的图象问题时，通常是对研究对象进行受力分析，建立平衡方程，解出纵轴代表的因变量与横轴代表的自变参量之间的的函数关系，然后根据函数关系来确定其对应的具体图象.%1对于选择题中动态平衡的图象问题，尝试用假设法解，有时快捷有效例1：如图所示，一根轻弹簧上端固定在。点，下端拴一个钢球球处于静止状态，现对球施加一个水平向

2、右的外力尺使球缓慢偏移，在移动中的每一个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态若外力尸方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角？90。，且弹簧的伸长量不超过弹性限度，贝U下面给出的弹簧的伸长量X与cos9的函数关系图象中，最接近的是（）分析思路一：通常采用解析法找出弹簧的伸长量X与cos此间的函数关系来解题.思路二：根据四个选项中各个图象的特点，结合本题动态平衡也可以用假设法来解题.解答解法一：弹簧与竖直方向的夹角为0时，钢球户受到重力G、水平力尸和弹簧拉G力作用而平衡，如图所示，则有kxcos0=G,即A-=kcos0,可见X与cos0之间的关系图象是一条双曲线.解法二：假设0趋近于90。即弹簧趋

3、近于水平位置，则cos0趋近于0,在这种情况下，由平衡条件可知，弹簧的拉力应趋近于无穷大，弹簧的伸长量x也应趋G近于无穷大，四个选项中只有D选项符合：当cos0趋近于0时，x趋近于无穷大.答案D.注意：球缓慢偏移的过程中弹簧受到的拉力变大，本题极易受到“弹簧的伸长量与受到弹力成正比”的影响而错选Ao例2:如图所示，把重为20N的物体放在倾角0=30。的粗糙斜面上，物体上端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，弹簧与斜面平行.若整个系统处于静止状态，物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,则弹簧对物体的弹力（A. 可能为24N,方向沿斜面向上B. 可能为零C. 可能为4N,方向沿斜面向上D. 可能为4N,方

4、向沿斜面向下分析因为斜面对物体静摩擦力的情况不清楚，弹簧是被压缩还是被拉伸也不清楚，所以需要讨论加以判断.解答因为下滑力H=Asin30。=10N小于最大静摩擦力凡所以弹簧可能被压缩、伸、也可能处于自然状态（即选项B正确）假设斜面对物体的静摩擦力方向沿斜面向上、大小刚好达到12N，则弹簧对物体的弹力方向沿斜面向下、大小为12N-10N=2N，所以若弹簧对物体的弹力方向沿斜面向下，贝U弹力大小不超过2N,可见选项D错误.假设斜面对物体的静摩擦力方向沿斜面向下、大小刚好达到12N,则弹簧对物体的弹力方向沿斜面向上、大小为12N+10N=22N,所以若弹簧对物体的弹力方向沿斜面向上，贝U弹力大小不超

5、过22N,可见选项C正确，A错误.答案BC规律小结由于弹簧可能被压缩、可能被拉伸、也可能处于自然状态，静摩擦力的大小不超过最大静摩擦力，所以弹簧弹力与静摩擦力结合的题目往往要讨论加以判断注意：本题极易认为弹簧对物体的弹力大小尸满足：F”-F、WFWF/F、没有考虑方向问题而错选CD。同步训练：1、如图所示，质量相等的人D两物体，在平行于固定斜面的推力尸的作用沿光滑斜面匀速运动./、创可轻弹簧的劲度系数为儿则弹簧的压缩量为（FC3k2NWFLC.LL.一6X102N4、解析根据图象可知斜率的倒数表示劲度系数人k=20cm=30N/cm当a=a-A=60cm-50cm=10cm时，R=?么=30X10N=300N.(2)当-3ONH寸，AZ2=f=普cm=Icm所以弹簧长度变为A=L-AA=50cm-Icm=49cm5、解析：开始时，弹簧B被压缩长度血罟，当弹簧