高中物理第170章:高考物理春季题目详解与实例分析
例题专题解析
在高考复习中,我们经常会遇到与“弹簧”相关的问题。 由于弹簧总是直接或间接地与其他物体相连,因此弹簧与其“关联物体”之间在力、运动状态、动量和能量方面总是存在联系。 如果您觉得困难,本文将对此类问题进行一一分类分析。
最大和最小拉力问题
例1.刚度系数k=600N/m的轻弹簧两端连接质量m=15kg的物体A和B。 将它们垂直、静止地放置在水平地面上,如图1所示。如图1所示,此时对物体A施加一个垂直向上的外力F,使物体A开始匀速向上加速。 0.5s后,物体B刚刚离开地面(假设整个加速过程中弹簧处于弹性极限内,g=10m/s2)。 求这个过程中所施加的外力的最大值和最小值。
最大高度问题
最大速度、最小速度问题
例3 如图3所示,刚度系数为k的轻弹簧垂直立在水平地面上。 下端固定在地面上,上端连接质量为m的平板B,处于静止状态。 现在有另一个质量为 m 的块 A 从 B 正上方的高度 h 自由落体高中物理弹簧内容,与 B 碰撞并粘在一起。 已知当它们一起向下运动到最大速度时,系统增加的弹性势能和动能相等,求系统的最大速度v。
最大速度和最小速度问题
最大加速度问题
示例 6. 质量分别为 m 和 M 的两个木块 A 和 B 用刚度系数为 k 的轻弹簧连接在一起。 将它们放置在水平地面上,如图6所示,用外力将方块A下推,距离静止,释放后A做简谐振动。 在 A 振动期间,块 B 永远不会离开地面。 求方块 A 的最大加速度。
最大振幅
例7.如图7所示,小车质量为M,木块质量为m,它们之间的最大静摩擦力为Ff,轻质弹簧的刚度系数为k,振动系统执行沿水平地面的简谐振动高中物理弹簧内容,假设木块与小作坊之间没有相对滑动,则小车的振幅最大值是多少?
最大势能问题
示例8. 如图8所示,将一块质量为2m的木板静止放置在光滑的水平表面上。 木板左侧固定有刚度系数为k的轻质弹簧。 弹簧自由端到小车右端的距离为L0,质量为m的小木块从木板右端出发,以初速度v0沿木块向左滑动,最后回到木板右端,只是没有从木板右端滑出。 设木板与木块之间的动摩擦因数为ц,求木块压缩弹簧时(始终在弹性极限内)弹簧的最大弹性势能。
从上面的例子可以看出,弹簧问题虽然很全面,但物理场景很复杂,物理过程也很多,只要我们仔细分析物理过程,找出每个现象对应的物理规律,正确判断各个物理量之间的关系,这样的问题就一定能得到解决。
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