弹簧类问题分析.ppt

文档介绍：弹簧类问题分析
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一、高考动态分析：
中学阶段，所涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为
“轻弹簧”，
弹簧为载体，设置复杂的物理情景，涉及的力学规律较
多，考查力的概念、物体的平衡、牛顿定律的应用及
，各种题
型都有，难度多在中等或中等偏上，特别是包含弹性势
能在内的能量转化类计算题，常作为物理部分的压轴题

他物体间存在的力、动量、能量之间的关系，提高综合
分析问题能力。
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二、考点核心整合
1、弹力的大小随弹簧的形变量发生变化，遵守胡克定律F=k x或ΔF＝kΔx 解题时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，以此来分析物体运动状态的可能变化。
2、弹簧形变发生改变需要一段时间，，可以认为弹力不变，即弹簧的弹力不可突变（两端施力物不变）。
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3、弹力做功的特点：弹力做正功，弹簧的弹性势能减少；克服弹力做功，弹簧的弹性势能增加，，弹力做功时不用功的定义进行计算，可跟据动能定理、功能关系、能量转化和守恒定律求解. 弹性势能Ep＝kx2/2的公式，高考不作定量要求，，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解.
下面从平衡、动力学、能量来分析常见的弹簧问题。
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例1、如图所示，两木块A、B的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，A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A木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中B木块移动的距离为（ ）
<一>、与物体平衡相关的弹簧问题
m2 g/k1
m1 g/k1
g/k2

x2
x1－x2
x1
O
k2
A
B
k1
k1
k2
B
C
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解析：此题是共点力的平衡条件与胡克定律的综合，注意缓慢上提，说明整个系统处于一动态平衡过程.
解法1：
x2
x1－x2
x1
O
k2
A
B
k1
k1
k2
B
开始时，下面弹簧k2的压缩量：
x1 ＝(m1 + m2)g／k2 ①
而m1刚离开上面的弹簧，下面弹簧k2压缩量：
x2 ＝m2g／k2 ②
因而m2移动： △x＝ x1 － x2 ＝(m1 + m2)g／k2 - m2g／k2＝mlg／k2．答案选C
解法2：开始时，下面弹簧k2的弹力：F1＝(m1+m2)g ①
而m1刚离开上面的弹簧，下面弹簧k2的弹力：F2＝m2g ②
弹簧弹力的改变量ΔF=m1g，依据ΔF=kΔx得弹簧形变量的改变量：
Δx=ΔF/k2=m1g/k2，即为B移动的距离．
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拓展：在这个过程中A木块移动的距离为多少？
A
B
k1
k2
O
x1
x2
x1－x2
总结：本题涉及到弹力、胡克定律以及物体的平衡等知识点，考查对处理竖直弹簧类平衡问题的理解、推理能力，正确画出过程示意图是关键。
k1
k2
B
O′
x1－x2
x3
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O
例2、如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的？
速度先增大后减小;合外力和加速度先减小后增大.
mg
mg
F
vm
mg
F
g
v
v
mg
F
a
g
<二>、与动力学相关的弹簧问题
1
2
3
4
5
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例3：在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定