专题1__弹簧类问题

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1、专题一弹簧类问题[重点难点提示]弹簧问题是高中物理中常见的题型之一，并且综合性强，是个难点。分析这类题型对训练学生的分析综合能力很有好处。1、在中学阶段，凡涉及的弹簧都不考虑其质量，称之为"轻弹簧"。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。2、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

2、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.3、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.4、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11特点：Wk=-（kx22-kx12），弹力的功等于弹性势能增量的负值。弹性势能的公式221Ep=kx2，高考不作定量要求，可作定

3、性讨论。因此，在求弹力的功或弹性势能的改变时，2一般以能量的转化与守恒的角度来求解。[习题分类解析]类型一静力学问题中的弹簧如图所示,四处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中的弹簧的左端固定在墙上②中的弹簧的左端也受到大小也为F的拉力的作用③中的弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动④中的弹簧的左端拴一个小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()○F○2FF1F4F○3○图一A．L2>L1B．

4、L4>L3C．L1>L3D．L2=L4分析与解答：题中明确说了弹簧的质量为零，故弹簧为“轻弹簧”，合力肯定为零，则两端受到的拉力的大小在①②③④这四幅图中必然相等，否则系统将有无穷大的加速度，而由胡克定律可知，弹簧在这四种情况下的伸长量是一样的，即：L1=L2=L3=L4..答案为D变式1如图所示,a、b、c为三个物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们均处于平衡状态.则:（）A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可

5、能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态57分析与解答：研究a、N、c系统由于处于平衡状态,N可能处于拉伸状态,而M可能处于不伸不缩状态或压缩状态;研究a、M、b系统由于处于平衡状态,M可能处于压缩状态(或处于不伸不缩状态),而N可能处于不伸不缩状态或拉伸状态.答案为AD变式2如图所示,重力为G的质点M与三根相同的轻质弹簧相连,静止时,相邻两弹簧间的夹角均为1200,已知弹簧A、B对质点的作用力均为2G,则弹簧C对质点的作用力大小可能为（）A.2GB.GC.0D.3G小锦囊分析与解答：弹簧A、B对M点的作在含有弹簧用力有两种情况

6、：一是拉伸时对M的的静力学问题中,当拉力,二是压缩时对M的弹力.弹簧所处的状态没若A、B两弹簧都被拉伸,两弹簧有明确给出时,必须拉力与质点M重力的合力方向一定考虑到弹簧既可以竖直向下,大小为3G,此时弹簧C必被处于拉伸状态,也可拉伸,对M有竖直向上的大小为3G的拉力,才能使M处于平衡以处于压缩状态,必状态.须全面分析各种可若A、B两弹簧都被压缩,同理可知弹簧C对M有竖直向下能性,以防以偏概的大小为G的弹力.A、B两弹簧不可能一个被拉伸,一个被压缩,全.否则在题设条件下M不可能平衡.答案为BD变式3如图所示,两木块的质量分别为

7、m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上（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（）mgmgmgmg1212A.B.C.D.kkkk小锦囊1122本题要求学生掌握分析与解答：原来系统处于平衡态则下面弹簧被压缩胡克定律，并理解正x1比的本质特征．此外则有：kxmmg;对两人拉弹簧与一2112人拉弹簧的受力分当上面的木块刚离开上面的弹簧时,上面的弹簧显然析也是本题设计的为原长,陷井．此时对下面的木块m2则有：kxm

8、g,222mg1因此下面的木块移动的距离为xxx,答案为C.12k2变式4如图所示，质量为m和M的两块木板由轻弹簧连接，置于水平桌面上．试分析：在m上加多大的压力F，才能在F撤去后，上板弹起时刚好使下板对桌面无压力．小锦囊分析与解答：设想用力F竖直向上拉m，使整个系统正F本题若从正