专题 05 弹簧模型一、模型界定本模型是由弹簧连接的物体系统中关于平衡的问题、动力学过程分析的问题、功能关系的问题,但不包括瞬时性的问题
由弹性绳、橡皮条连接的物体系统也归属于本模型的范畴.二、模型破解1
由胡克定律结合平衡条件或牛顿运动定律定量解决涉及弹簧弹力、弹簧伸长量的问题
(i)轻质弹簧中的各处张力相等,弹簧的弹力可认为是其任一端与所连接物体之间的相互作用力
(ii)弹簧可被拉伸,也可被压缩,即弹簧的弹力可以是拉力也可以是推力(当然弹性绳、橡皮条只能产生拉力)
(iii)弹簧称只能被拉伸,对弹簧秤的两端施加(沿轴线方向)大小不同的拉力时,其示数等于称钩一端与物体之间的拉力大小
(iv)有时应用比应用更便于解题
(v)定性比较同一弹簧的形变量大小时也可从弹性势能大小作出分析
如图 1 所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为 F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上
②中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作用
③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动
④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动
若认为弹簧的质量都为零,以 l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有例 1 题图A
【答案】D例 2
如图所示,A、B 两物体的重力分别是 GA=3 N,GB=4 N,A 用细绳悬挂在天花板上,B 放在水平地面上,连接 A、B 间的轻弹簧的弹力 F =2 N,则绳中张力 T 及 B 对地面的压力 N 的可能值分别是A
7 N 和 2 NB
5 N 和 2 N C
1 N 和 6 N D
2 N 和 5 N【答案】BC【解析】当弹簧是处于被拉伸的状态时,分析 A 物体的受力由平衡条件可知绳中张力 T=GA+F=5N,分例 2 题图析 B 物体的受力由平衡条件地面对 B 的支持力 N=