高中物理二轮专题——弹簧模型VIP专享VIP免费

1能的公式Ep=-kx2,高中物理基础知识与专题辅导高三物理（2018年）-1高中物理第二轮专题一一弹簧模型高考分析：轻弹簧是一种理想化的物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂的物理情景，考查力的概念，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•由于弹簧弹力是变力，学生往往对弹力大小和方向的变化过程缺乏清晰的认识，不能建立与之相关的物理模型并进行分类，导致解题思路不清、效率低下、错误率较高•在具体实际问题中，由于弹簧特性使得与其相连物体所组成系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性，加之弹簧在伸缩过程中涉及力和加速度、功和能等多个物理概念和规律，所以弹簧类问题也就成为高考中的重、难、热点•我们应引起足够重视.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•当题目中出现弹簧时，要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应•在题目中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，以此来分析计算物体运动状态的可能变化.2•因弹簧（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，在瞬间内形变量可以认为不变.因此，在分析瞬时变化时，可以认为弹力大小不变，即弹簧的弹力不突变.3•在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均力，再用功的定义进行计算，也可据动能定理和功能关系：能量转化和守恒定律求解•同时要注意弹力做功的特点：Wk=-11（恳kx2ykx,2），弹力的功等于弹性势能增量的负值或弹力的功等于弹性势能的减少•弹性势2221高考不作定量要求，该公式通常不能直接用来求弹簧的弹性势能，只可作定性讨论•因此，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.一、“轻弹簧”类问题在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，是一种常见的理想化物理模型.由于“轻弹簧”质量不计，选取任意小段弹簧，其两端所受张力一定平衡，否则，这小段弹簧的加速度会无限大.故簧轻弹簧中各部分间的张力处处相等，均等于弹簧两端的受力.弹一端受力为F，另一端受力一定也为F。若是弹簧秤，则弹簧秤示数等于弹簧自由端拉力的大小.【例1】如图所示，一个弹簧秤放在光滑的水平面上，外壳质量m不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加水平方向的力F、F，且F>F，则弹簧秤沿水平方向的加速度为，弹簧秤的读数为•二、质量不可忽略的弹簧【例2】如图所示，一质量为M、长为L的均质弹簧平放在光滑的水平面，在弹簧右端施加一水平力F使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况.三、弹簧长度的变化问题（胡克定律的理解与应用）【例3】如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧两端分别与质量为m、m的物块1、2拴k112走；接，劲度系数为k的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态•现将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面•在此过程中，物块2的重力势能增加了，物块1的重力势能增加了•-2-四、与物体平衡相关的弹簧问题【例4】如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为-3-A.、'3:4B.4:、3C.1：2D.2:1-4-32P"五、弹簧弹力的双向性弹簧可以伸长也可以被压缩，因此弹簧的弹力具有双向性，亦即弹力既可能是推力又可能是拉力，这类问题往往是一题多解.【例5】如图所示，质量为m的质点与三根相同的轻弹簧相连，静止时相邻两弹簧间的夹为1200，已知弹簧a、b对质点的作用力均为F，则弹簧C对质点作用力的大小可能为（）A、0B、F+mgC、F一mgD、mg一F六、弹簧串、并联组合弹簧串联或并联后劲度系数会发生变化，弹簧组合的劲度系数可以用公式计算，高中物理不要求用公式定量分析，但弹簧串并联的特点要掌握:弹簧串联时，每根弹簧的弹力相等;原长相同的弹簧并联时，每根弹簧的形变量相-等.【例6】如图所示，两个劲度系数分别为k、k的轻弹簧竖直悬挂，下端用光滑细j予绳连接，...