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专题一(弹簧类问题分类例析).doc

专题一(弹簧类问题分类例析)

Agatha邵
2017-09-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《专题一(弹簧类问题分类例析)doc》,可适用于成人教育领域

专题一(弹簧类问题分类例析)弹簧作为一种工具和模型在各地历年高考中经常出现笔者经过多年的研究现分类总结如下:如图所示一升降机在箱底装有若干个弹簧设在某次事故中升降机吊索在空中断裂忽略摩擦力则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中()A升降机的速度不断减小B升降机的加速度不断变大C先是弹力做的负功小于重力做的正功然后是弹力做的负功大于重力做的正功D到最低点时升降机加速度的值一定大于重力加速度的值弹簧下端触地后升降机先加速后减速加速度先减小后增大。由动能定理知识选项(C)正确选项(D)学生难于判断。设想有一轻弹簧竖直在水平地面上将一小球无初速度放于弹簧上可以证明小球的运动为简谐运动。由简谐运动的对称性知小球在最低点加速度的值等于在最高点的值。若小球以一定速度落在弹簧上在最低点加速度的值必大于重力加速度的值。故选(D)正确。评析:简谐运动的对称性在弹簧问题的运动上有广泛的应用因此在解决有关于位移、速度、加速度及力的变化时经常用到。如图所示两木块的质量分别为mmk和两轻质弹簧的劲度系数分别为和k上面木块压在上面的弹簧上(但不栓接)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为()AmgkmgkBmgkDmgkC我们把看成一个系统当整个系统处于平衡状态时整个系统受重力mm、和弹力即()mmgkx,则xmgmgk,()当上面木块离开弹簧时m受重力和弹力则mgkxxmgk,,则所以应选(),xxxmgkC,,,该题涉及到整体法和隔离法的应用解题时要看清问题的关键根据整体法和隔离法的运用条件选择适当的方法。如图所示物体的质量为Lm为质量不计的轻弹簧一端悬挂在天花板上与竖直方向夹角为L,L为一水平绳现将剪断求剪断瞬间物体的加速度。的拉力为重力为mg物体在三个力的作用下保持TTL平衡则设弹簧的拉力为TmgTTcossin,,,,Tmg,tan,剪断线的瞬间T消失而弹簧L的长度未及发生变化T的大小和方向都不变物体即在T反方向获得加速度。因为mgmatan,,所以ag,tan,方向在T的反方向。解决此类问题要注意分步解决。先分析原状态受力情况再分析变化瞬间哪些力存在哪些力消失最后用牛顿第二定律列方程求解。质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接弹簧下端固定在地上。平衡时弹簧的压缩量为x如图所示。一物块从钢板正上方距离为x的A处自由落下打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动但不粘连。它们到达最底点后又向上运动。已知物块质量也为m时它们恰能回到O点。若物块质量为m仍从A处自由落下则物块与钢板回到O点时还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。本题涉及两个物理过程第一过程就是m下落与钢板的作用过程第二过程就是m下落与钢板的作用过程。第一过程包括:自由落体、碰撞、振动个过程第二过程包括:自由落体、碰撞、振动、竖直上抛个过程。此题涉及的物理过程有个用到的物理规律和公式有个它将动量守恒和机械能守恒完美地统一在一起交替使用可以说是一道考查考生能力的好试题。物块与钢板碰撞时的速度由机械能守恒或自由落体公式可求得()vgx,设表示质量为m的物块、钢板碰撞后一起向下运动的速度因碰撞时间极短系统v所受外力远小于相互作用的内力符合动量守恒故mvmv,()设刚碰完时弹簧的弹性势能为E当它们一起回到O点时弹簧无形变弹簧势能P为零根据题意由机械能守恒得Emvmgx,()()P设v表示质量为m的物块与钢板碰后开始一起向下运动的速度由动量守恒则有mvmv,()设刚碰完时弹簧势能为E'它们回到O点时弹性势能为零但它们仍继续向上运P动设此时速度为v则由机械能守恒定律得Emvmgxmv'()(),()P在上述两种情况下弹簧的初始压缩量都是x故有EE',()PP当质量为m的物块与钢板一起回到O点时弹簧的弹力为零物块与钢板只受到重力的作用加速度为g一过O点钢板受到弹簧向下的拉力作用加速度大于g由于物块与钢板不粘连物块不可能受到钢板的拉力其加速度仍为g方向向下故在O点物块与钢板分离。分离后物块以速度v竖直上升由竖直上抛最大位移公式得vh,gv故h,()gx联立式可得()~()L,x即物块向上运动到达的最高点距O点的距离L,。该题综合性很强物理情景复杂物理过程较多难度较大运用公式较多。此题主要用来考查学生分析、综合、推理判断能力还考查了机械能守恒定律以及动量守恒定律的应用。解这种类型试题时要认真分析物理全过程中有哪些物理现象找到每一现象所对应的物理规律并从这些规律所反映的各类物理量的关系获得所求量的定性解释或定量计算。

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