9弹簧类问题求解策略-高三复习难点分析及突破9.docx.pdf
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1、难点9弹簧类问题求解策略 在中学阶段,凡涉及的弹簧都不考虑其质量,称Z 为“轻弹簧”,是一种常见的理想 化物理模型 . 弹簧类问题多为综介性问题,涉及的知识面广,要求的能力较高,是高考的难点 之一. ?难点磁场 1. ( ) (1999 年全国 ) 如图 9? 1 所示,两木块的质量分别为“和?2,两轻质弹簧 的劲度系数分别为乩和他,上而木块压在上而的弹簧上( 但不拴接 ) ,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 D. 叫g k2 it 用1 1 扎 叫 2 图 91 图 92 2. ( )如图 9-2 所示,劲度系数为灯的轻质弹
2、簧两端分别与质量为阳、加2 的物块 1、2拴接,劲度系数为局的轻质弹赞上端与物块2 拴接,下端压在桌而上 ( 不拴 接) ,整个系统 处于平衡状态 ?现施力将物块1 缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面 ?在此 过程屮,物块 2 的重力势能增加了 _ ,物块 1的重力势能增加了 3. ( )质量为加的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端 固定在地上 . 平衡吋弹赞的压缩量为x(),如图 9-3所示. 一物块从钢 板正上方 距离为 3xo 的人处白由落卜 S打在钢板上并立刻与钢板- 起向 下运动,但不 粘连?它们到达最低点后乂向上运动. 已知物块质量为m时, 它们恰能回到 O 点?若
3、物块质量为 2加,仍从 A 处自由落下,则物块与钢板回到 O点时, 述具有向上的速度 . 求物块向上运动到达的最高点与O 点的距离 . ?案例探究 例 1 ( )如图 9-4,轻弹簧和一根细线共同拉住一质量为加的 物体,平衡时细线水平,弹簧与竖直夹角为0,若突然剪断细线 , 刚刚剪断 细线的瞬间,物体的加速度多人? 命题意图:考查理解能力及推理判断能力.B 级要求 . 人 II I 1 1 o 3x0 尺 J 冊【1 I 1 1 nTrrn “ 二 图 9-4 77777777777777777777. 图 9-3 命题意图:考杳对物理过程、状态的综合分析能力.B 级要求 . 错解分析:此题难
4、点和失 分点在于能否通过对此物理过程的分析后, 确定两物体分离的临界点,即当弹簧作用卜?的两物体加速度、速度相同口相互作用的弹力 N=0 时,恰好分离. 解题方法与技巧: 当 F=0(即不加竖宜向上F 力时),设 A、B 叠放在弹簧上处于 平衡时弹簧的压缩量为尢,有 kx=(mA+inB)g x= (mA+mR) g/k 对 A 施加 F 力,分析 A、B 受力如图 9-7 对A F+N-mAg=mAa 对 B kx? N加 g二7旅厂 可知,当 NH()时, A3 有共同加速度a=a r , 由式知欲使 A 匀加速运动,随N 减小 F 增大. 当 N=0 吋,F 取得了最大值几, 即Fm=m
5、A(g+a)=4.41 N 乂当 N=0 时,A、3开始分离,由式知, 此时,弹簧压缩量Ax =mB (a+g) x r =mB(o+g)Ik 43 共同速度v 2=2a (x-x1 ) 由题知,此过程弹性势能减少了跆二Ep=0.248J 设 F 力功对这一过程应用动能定理或功能原理 1 2 (加 A+加 B)g(X-X 1 )=(加 A+?B)V 联立,且注意到Ep=0.248 J 错解分析:对弹簧模型与绳模型瞬态变化的特征不能加以区分,谋认为”弹簧弹力在细 线剪断的瞬间发生突变”从而导致错解. 解题方法与技巧: 弹簧剪断前分析受力如图9-5,由儿何关系可知: 弹簧的弹力T=mg / cos
6、 8 细线的弹力T =mgtan & 细线剪断后由于弹簧的弹力及重力均不变,故物休的合力水平向右, 与等大而反向 , EF=mgtan 0, 故物体的加速度o=gtan,水平向右 . 例 2 () A、B 两木块叠放在竖总轻弹簧上,如图9-6 所示,已知木块 A、B 质量分别为 0.42 kg和 0.40 kg,弹簧的劲度系数 R=100 N/m,若在木块 4 上作用一个竖肓向上的力F,使 A 由静止开始以 0.5 m/s 2 的 加速度竖直向上做匀加速运动(gTOm/sb . (1)使木块 A 竖肓做匀加速运动的过程屮,力F的最人值; (2)若木块山静止开始做匀加速运动,总到A、B 分离的过
7、 程小,弹簧的弹性势能减少了0.248 J,求这过程 F 对木块做的功 . 图 9-7 可知, WF=9.64X10-2 J ?锦囊妙计 一、 高考要求 轻弹赞是一种理想化的物理模型,以轻质弹赞为载体, 设置复朵的物理情景, 考査力 的概 念,物体的平衡,牛顿定律的应用及能的转化与守恒,是高考命题的重点,此类命题几乎每年 高考卷面均有所见 . 应引起足够重视 . 二、 弹簧类命题突破要点 1?弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力. 当题 H 中出现弹簧时, 耍注意弹力 的 人小与方向吋刻要与当吋的形变相对应?在题目中一般应从弹赞的形变分析入手,先确定弹簧 原长位置,现长位宜,找出形变量X
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