文档介绍：弹簧类问题授课人:合肥市第六中学特级教师万德华高三专题复****1 它总是与其他物体直接或间接地联系在一起,通过弹簧的伸缩形变,使与之相关联的物体发生力、运动状态、动量和能量等物理量的改变. 所以,这类问题具有很强的隐蔽性和综合性等特征,也为我们的想象和推理提供了一个多变的思维空间. 弹簧是中学物理中常见的模型. 2正因如此,以弹簧模型命题的高考试题在历年高考中频频出现,解决此类题的关键: 在于能对与弹簧相关联的系统进行正确的力和运动的关系分析、功能关系的分析,并抓住弹簧的基本特征, 应用相关的力学规律进行综合处理. 3一“轻弹簧”的弹力特点二、轻弹簧相关联的物体平衡三、动力学中弹簧问题的过程分析四、弹簧类问题中的图像五、与弹簧相关的振动类问题 4六、弹簧连接体中的机械能守恒七、弹簧连接体中的动量、能量八、用功能关系解决弹簧类问题九、恒定电流中弹簧的应用十、电磁感应中弹簧的应用 5 思考与讨论: 在如图 1所示的装置中,木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的, 子弹 A沿水平方向射入木块后, 留在木块内,将弹簧压缩到最短,此过程中子弹、木块、弹簧所组成系统动量、能量如何变化? BA 图1 0v八、用功能关系解决弹簧类问题 6【例1】:在思考与讨论案例中,若木块的质量为 M,子弹的质量为 m, 弹簧为轻质弹簧,子弹以速度 v 0射入木块 B后能在极短时间内达到共同速度。求弹簧的最大弹性势能。 B A 图1 0v7 ?? mM vm E P??2 20 2 max 对滑块 A、B构成的系统,在碰撞过程中,内力远大于外力,系统动量守恒,有: 对滑块 A、B和弹簧构成的系统,从 A、B碰撞后到弹簧压缩到最短的过程中,系统机械能守恒,有: 联立①②两式得:弹簧具有的最大弹性势能为: 1 0)(vmM mv??①?? 21 max2 1vmM E P??② 8 【例2】:如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆平板车,在车上的左端放一木块 B,车左端紧邻一个固定在竖直面内,半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道,轨道底端的切线水平,且高度与车表面相平。现有另一木块 A(A、B均可视为质点)从圆弧轨道的顶端由静止释放,然后滑行到车上与 B发生碰撞,碰后两木块立即粘合在一起并在平板车上滑行,与固定在平板车上的水平轻质弹簧作用后被弹开,最后两木块刚好回到车的最左端与车保持相对静止,已知木块 A的质量为 m,木块 B的质量为 2m, 车的质量为 3m,重力加速度为 g,设木块 A、B碰撞的时间极短。求: (1)木块 A、B碰撞后的瞬间两木块共同运动速度的大小; (2)木块 A、B在车上滑行的全过程中,木块和车组成的系统损失的机械能; (3)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能。 AB OR 9 2012 mgR mv ? 0 1 ( 2 ) mv m m v ? ?解(1)设木块 A滑到圆弧底端的速度为 v 0, A滑下过程由机械能守恒得: 在A、B碰撞过程中,两木块组成的系统动量守恒,设碰撞后的共同速度大小为 v 1,则: 1123 v gR ?(2)A、B在车上滑行的过程中, A、B和车组成的系统动量守恒, A、B滑到车的最左端时与车共速,设此速度大小为 v,由动量守恒定律: 1 ( 2 ) ( 2 3 ) m m v m m m v ? ??? AB OR 10