专题弹簧类问题

1、专题弹簧类问题在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为"轻弹簧"，这是一种常见的理想化物理模型弹簧类问题多为综合性问题，涉及的知识面广，要求的能力较高，是高考的难点之一.一、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，此类命题几乎每年高考卷面均有所见.应引起足够重视.二、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

2、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，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也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：Wk=-（1kx22-1kxi2）,弹力的功等于弹性势能增量的负值.弹性势能的公式Ep=-kx；高考不作定222量要求，可作定性讨论.因此，在求弹力的功或弹性势能的改

3、变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解.例1.（04全国）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：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中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11、l2、l3、14依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A. 12>11B,14>13C.11>13D.12=14*Fff例2.如图2所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，

4、小球处于静止状态。设拔去销钉M的瞬间，小球加速度的大小为12m/s2,若不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间，小球的加速度可能是（g=10m/s2）A.22m/s；竖直向上B.22m/s；竖直向下C.2m/s2,竖直向上D.2m/s2,竖直向下图2例3.如左图所示，小球在竖直力F作用下将竖直弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度变为零为止，在小球上升的过程中A.小球的动能先增大后减小B.小球在离开弹簧时动能最大C.小球的动能最大时弹性势能为零D.小球的动能减为零时，重力势能最大例4（99年全国）如图2-1所示，两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为ki和k2,上

5、面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离A.mgkikirmigC.k2D.k2图21例5.如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两个物块A、B,它们的质量都是2kg,都处于静止状态.若突然将一个大小为10N的竖直向下的压力加在A上，在此瞬间，A对B的压力大小为（）A.35NB.25NC.15ND.5N例6.如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小

6、分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有A.a1=g,a2=gB. a1=0,a2=gLmM：C. a1二0,a?=-g安M亍1xxkxwAwxwJwD. a1=g,a2=mMgM例7.将金属块用压缩的轻弹簧顶在一个矩形的箱的顶部，如图16所示。在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，能够显示箱受到的压力，箱置于升降机中可以在竖直方向运动。当箱以a=2.0m/s2的加速度匀减速向上运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0N,下底板的压力传感器显示的压力为12.0N,(取g=10m/s2)(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的四分之一，试判断箱的运动情况。(2)要使两个压力传

7、感器中的一个的示数为零，箱?&竖直方向运动的情况可能是怎样的？例8A、B两木块叠放在竖直轻弹簧上，如图2-6所示，已知木块A、B质量分别为0.42kg和0.40kg,弹簧的劲度系数k=100N/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0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动(g=10m/s2).(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0.248J,求这一过程F对木块彳的功.例9如图1所示，小圆环重G1固定的大环半径为R,轻弹簧原长为L(L<2R),其劲度系数为k,接触光

8、滑，求小环静止时。弹簧与竖直方向的夹角。例10.如图，质量为mi的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A,另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(mi+m3)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地面时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。L,左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖2R的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨,导体棒具有水平向左

9、的初速度V0.在沿例11.如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m电阻为上，导轨的电阻可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.(1)求初始时刻导体棒受到安培力.(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W和电阻R上产生的焦耳热Q分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？,产产卜«k|MMRjSplMtUm.总之，弹簧问题的表现形式是多种多样的，但是只要紧紧围绕弹簧与其他