高中物理基础知识专题[12——弹簧问题研究[基础知识]命题趋势与考点轻弹簧是一种理想化的物理模型。 它采用轻质弹簧作为载体,设置复杂的物理场景和测试力。 物体平衡的概念、牛顿定律的应用以及能量的变换和守恒定律是高考题的重点。 类似的题目几乎每年都会在高考试卷上出现,并引起足够的重视。 【方法与策略】 如何处理弹簧问题 1、弹簧的弹力是一种力,其大小和方向由变形决定。 当问题中出现弹簧时,需要注意的是,弹力的大小和方向要始终与当时的变形相对应。 做题时一般应该从弹簧的变形分析开始。 首先确定弹簧的原始长度位置和当前长度位置,找出变形变量x与物体空间位置变化的几何关系,分析变形对应的弹力的大小和方向。 计算物体运动状态可能发生的变化。 2、由于弹簧(特别是软弹簧)的变形变化过程需要一段时间,因此变形量可认为瞬间不变。 因此,在分析瞬时变化时,可以认为弹力没有变化,即弹簧的弹力没有突然变化。 3、求弹簧弹力所做的功时,由于变力是线性变化的,可以先求出平均力,然后利用功的定义来计算。 您还可以根据动能定理和函数关系来求解:能量转换和守恒定律。 同时要注意弹力所做的功。 特点:弹力做功等于弹性势能增量的负值。 弹性势能公式Ep=,高考中没有定量要求,可以定性讨论。 因此,在求弹力的功或弹性势能的变化时,一般都是从能量变换和守恒定律的角度来求解。
弹簧问题分类 1、弹簧瞬时问题:当弹簧两端受到其他物体或力的约束,发生变形时,弹力不能从某一值突变到零或从零突变到某一值。 2、弹簧的平衡问题等问题往往作为单一问题出现。 涉及到的知识就是胡克定律,一般用f=kx来求解。 3、弹簧的非平衡问题等问题主要是指由于弹簧相对位置的变化而引起的力、加速度、速度、作用以及合外力等其他物理量的变化。 4.弹力、动量、能量做功的综合问题。 在弹力做功的过程中,弹力是一个变力,与动量和能量有关。 它通常表现为一个综合性问题。 将动量守恒、机械能守恒、函数关系和能量转换有机地结合起来。 分析解决此类问题时,需要详细分析弹簧的动态过程,运用动能定理、函数关系等知识来解决【例题点评】1、弹簧的瞬时问题——问题的关键是:弹簧的弹力不是瞬间改变的。 。 1. 球 A 和 B 的质量均为 m。 A、B通过轻弹簧连接。 如图所示,球 A 用绳子悬挂在 O 上。 在切线的一瞬间,尝试分析球AB产生的加速度的大小和方向。 2、如图所示,设备A和B均使用相同的设备,但连接方式不同。 绳子是不可伸长的轻绳,弹簧不计质量。 当用剪刀剪断图A中的弹簧、图B中的绳子时,物体A所受的力平衡吗? 3、如图所示,球A和B的质量相等。 不包括弹簧的质量。 倾斜角为θ的斜坡是平滑的。 当系统静止时,弹簧和细线与斜坡平行。 在细线烧毁的那一刻,下列说法正确的是: A、两球的加速度沿斜坡向下,大小为gsinθB。 B 球受力不变,加速度为零 C。A 球加速度沿斜坡向下,大小为 2gsinθD。 弹簧有收缩的趋势。 B球的加速度向上,A球的加速度向下。 图A中没有显示任何加速度。质量为m的物体分别被水平拉直长度为L,并且该物体处于平衡状态。
现在切割线L并求切割瞬间物体的加速度。 5、轻弹簧一端B固定,另一端C与一根绳子一端拉一质量为m的球,绳子另一端A也固定。 如图所示,AC、BC与垂直方向的夹角分别为θsinθ6。 如图所示,一个有质量的小球,用水平弹簧绑住,并用倾斜角为30°的光滑木板对角支撑。小球恰好处于静止状态。 当板AB突然向下疏散时,小球的加速度为(()高中物理弹簧基础,方向垂直向下C.大小为,方向垂直向下D.大小为,方向水平向左2、平衡问题 1、如图所示,两个木块的质量分别是,上面的木块压在上面的弹簧上(但没有拉紧),整个系统处于平衡状态,现在慢慢抬起上面的木块。木块向上,直到刚刚离开上弹簧,在此过程中,下木块移动的距离为2,如图所示,一个强度系数为k1的轻质弹簧两端分别绑有质量m1和m2分别将一个强度系数为k2的轻质弹簧上端绑在木块2上,下端压在桌子上(未绑住),整个系统处于平衡状态,现在用力将木块慢慢抬起垂直,直到下面弹簧的下端刚好脱离桌子。 在这个过程中,块2的重力势能增加了,物体的重力势能也增加了。 3、将一根轻弹簧垂直放置在桌面上,下端固定,上端放置重物m。 稳定后,弹簧的长度为L。现将弹簧剪成两等长,将重物分成两块,如图所示连接后,两弹簧稳定时的总长度为L′,那么(AL′=LB.L′LC.L′LD。由于弹簧原来的长度未知,所以无法确定 4.将质量为m的物体A压在放置在地面上的垂直轻弹簧B上。现在用一根绳子穿过定滑轮,将物体A与另一个轻弹簧C连接起来,当弹簧C处于水平位置且右端位于a处且尚未变形时,可知刚度系数弹簧B和弹簧C的大小分别为k,滑轮和绳子的质量和摩擦力不计算,如果弹簧刚刚没有变形,求a、b两点之间的距离。
5、如图所示,质量为m的物体通过刚度系数为k的弹簧2悬挂在天花板上。 下面系着另一个刚度系数为k的轻弹簧1。 弹簧1的端点A被支撑并向上压。 当弹簧2的弹力为2mg/3时,弹簧1的下端点A向上移动多少距离? 6. 如图所示,木块的质量为M,连接有两个弹簧A、B。弹簧B的下端接地。 不包括弹簧 A 和 B 的质量。 它们的刚度系数分别为 。 最初,A 处于自由长度。 现在用手将弹簧B的弹力改为原值的2/3,则轻质弹簧将垂直悬挂。 弹簧的下端会连接一根光滑的绳子,绳子上会放置一个光滑的轻滑轮。 当滑轮下端挂有重物落下时,滑轮下降一定距离。 弹簧的弹力为 现在用水平力将木块2拉向右侧。 当两个木块一起匀速运动时,两个木块之间的距离是两个轻弹簧,R是穿过光滑定滑轮的轻绳。 它们如图所示连接并处于平衡状态,则 (A. 有可能 N 处于拉伸状态,M 处于压缩状态。 B. 有可能 N 处于压缩状态,M 处于压缩状态C. 可能N既不拉伸也不收缩,M处于拉伸状态 D. 可能N处于拉伸状态,M不拉伸10、如图所示,带有重力的质点M连接着三个相同的轻质弹簧,静止时,两个相邻弹簧之间的夹角均为120。
已知弹簧A、B对颗粒的作用力均为2G,则弹簧C对颗粒的作用力可为(A.2GB.GC.0D.3G【】【能力提升】3.非-涉及弹簧的平衡型关于振动的常见结论:弹簧振子的振动是对称的,在其对称位置上具有相等的速度、加速度、动能、弹性势能和恢复力。平衡位置的速度最大,即是加速和减速的旋转 1. 如图所示,质量为 m 的物体 A 放在质量为 M 的物体 B 上,并通过弹簧连接,它们一起在光滑的水平面上简单和谐地振动。振动过程中A、B之间的相对运动,假设弹簧的刚度系数为k,当物体偏离平衡的位移为 时,当上板弹起时,下板对桌面没有压力? 3、无论质量如何,用弹簧将质量为3m的木板A和质量为m的木板B连接起来,形成如图所示的装置。 B板放置在水平地面上,用垂直向下的力F压下A板。F板在抽出时会被抬离地面。 由此可见高中物理弹簧基础,力F的大小为A.7毫克B.4毫克C.3毫克D.2毫克4。如图所示,将质量轻的弹簧m连接起来,垂直放置在水平面。 今天的尺寸是F=45N。 不可能离开水平面C。只要k足够小,块B就可能离开水平面。 D、只要k足够大,块B就有可能离开水平面5、物体放在轻弹簧上,在垂直方向做简谐振动。
物体沿直流方向从D点运动到C点(图中未标注)的过程中,弹簧的弹性势能减少3.0J,物体的重力势能增加1.0J。 那么在这个过程中(A.物体经过D点时的运动方向向着平衡位置。B.物体的动能增加4.0JC。D点的位置必须在平衡位置之上。D.物体的运动方向6、一个轻弹簧和一个质量为 m 的物体组成弹簧振子,它在 A 点和 B 点之间沿垂直方向做简谐振动,O 为平衡位置,振子的振动周期为 T。在某一时刻,物体经过点向上运动(C点在平衡位置A上方。重力对物体所做的功为2 mgh B。重力对物体施加的冲力大小为mgT /2 C. 加速度方向不变 D. 恢复力做的功为 2 mgh E. 恢复力做的功为零 F. 恢复力的冲量为零。物体涉及物体之间的分离条件:物体之间的压力为零。 物体在分离前具有相同的速度和加速度。 1、将两块木块A、B叠放在垂直的轻弹簧上,如图所示,已知木块A、B的质量分别为0.42公斤、0.40公斤,弹簧的刚度系数k= 100. 如果对木块 A 施加垂直向上的力,则力 F 使 A 从静止状态垂直向上移动,加速度为 0.5 (g=10)。 使物块A做匀加速垂直运动过程中力F的最大值。 如果木块从静止开始垂直运动,在匀加速运动直至A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减少0.248 J。求此过程中木块所做的功F。 2、如图所示,有两个光滑的斜坡,倾斜角为 。有两个块 A 和 B 通过轻质弹簧连接。 它们的质量分别为m。