纵观历年高考试题,和弹簧有关的物理试题占有相当的比重,高考命题者常以弹簧为载体设计出各类试题,这类试题涉及到静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能关系问题,几乎贯穿于整个力学知识体系,为了帮助同学们掌握这类试题的分析方法,同时也想借助于弹簧问题,将整个力学知识有机地结合起来,让同学们对整个力学知识体系有完整的认识,特将有关弹簧问题分类研究如下
有关弹簧问题的专题复习对于弹簧,从受力的角度看,弹簧上的弹力是变力;从能量的角度看,弹簧是个储能元件;因此,关于弹簧的问题,能很好的考察学生的分析综合能力,备受高考命题专家的青睐
如97全国高考的25题、2000年全国高考的22题、2003年江苏卷的20题、2004年广东卷的17题、2005年全国卷I的24题等
类型:1、静力学中的弹簧问题
2、动力学中的弹簧问题
3、与动量和能量有关的弹簧问题
1、静力学中的弹簧问题(1)单体问题
在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2
0kg的木板相连
若在木板上再作用一个竖直向下的力F使木板缓慢向下移动0
1米,力F作功2
5J,此时木板再次处于平衡,力F的大小为50N,如图所示,则木板下移0
1米的过程中,弹性势能增加了多少
F解:由于木板压缩弹簧,木板克服弹力做了多少功,弹簧的弹性势能就增加了多少即:(木板克服弹力做功,就是弹力对木块做负功),EW弹弹依据动能定理:0kFEmgxWW弹弹性势能增加4
5焦耳点评:弹力是变力,缓慢下移,F也是变力,所以弹力功50JWFx弹W弹=-mgx-WF=-4
5J(2)连接题问题【例1】如图所示,在一粗糙水平上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为、劲度系数为k的轻弹簧连结起来,木块与地面间的动摩擦因数为,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(2001