高中物理中的弹簧问题归类剖析样稿.doc

常见弹簧类问题归类剖析
高考分析：
轻弹簧是一个理想化物理模型，以轻质弹簧为载体，设置复杂物理情景，考查力概念，物体平衡，牛顿定律应用及能转化和守恒，是高考命题关键，，学生往往对弹力大小和方向改变过程缺乏清楚认识，不能建立和之相关物理模型并进行分类，造成解题思绪不清、效率低下、，因为弹簧特征使得和其相连物体所组成系统运动状态含有很强综合性和隐蔽性，加之弹簧在伸缩过程中包含力和加速度、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重、难、.
弹簧类命题突破关键点：
，，先确定弹簧原长位置，现长位置，找出形变量x和物体空间位置改变几何关系，分析形变所对应弹力大小、方向，以此来分析计算物体运动状态可能改变.
（尤其是软质弹簧）其形变发生改变过程需要一段时间，，在分析瞬时改变时，能够认为弹力大小不变，即弹簧弹力不突变.
，因该变力为线性改变，能够先求平均力，再用功定义进行计算，也可据动能定理和功效关系：：Wk=-（kx22-kx12），=kx2，高考不作定量要求，，在求弹力功或弹性势能改变时，通常以能量转化和守恒角度来求解.
一、“轻弹簧”类问题
在中学阶段，凡包含弹簧全部不考虑其质量，称之为“轻弹簧”，“轻弹簧”质量不计，选择任意小段弹簧，其两端所受张力一定平衡，不然，，，另一端受力一定也为。若是弹簧秤，则弹簧秤示数等于弹簧自由端拉力大小.
图 3-7-1
【例1】图3-7-1所表示，一个弹簧秤放在光滑水平面上，外壳质量不能忽略，弹簧及挂钩质量不计，施加水平方向力
、，且，则弹簧秤沿水平方向加速度为 ，弹簧秤读数为 .
【解析】 以整个弹簧秤为研究对象，利用牛顿运动定律得： ，即
仅以轻质弹簧为研究对象，则弹簧两端受力全部，所以弹簧秤读数为.
说明:作用在弹簧秤外壳上，并没有作用在弹簧左端，弹簧左端受力是由外壳内侧提供.
【答案】
练****图所表示，四个完全相同弹簧全部处于水平位置，它们右端受到大小皆为F拉力作用，而左端情况各不相同：
①弹簧左端固定在墙上；
②弹簧左端受大小也为F拉力作用；③弹簧左端拴一小物块，物块在光滑桌面上滑动；④弹簧左端拴一小物块，物块在有摩擦桌面上滑动．若认为弹簧质量全部为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧伸长量，则有(　　)．
A．L2>L1 B．L4>L3
C．L1>L3 D．L2＝L4
【解析】弹簧伸长量由弹簧弹力(F弹)大小决定．因为弹簧质量不计，这四种情况下，F弹全部等于弹簧右端拉力F，所以弹簧伸长量均相同，故选D项．
答案　D
二、质量不可忽略弹簧
图 3-7-2
【例2】图3-7-2所表示，一质量为、长为均质弹簧平放在光滑水平面,.
【解析】 弹簧在水平力作用下向右加速运动，据牛顿第二定律得其加速度,取弹簧左部任意长度为研究对象，设其质量为得弹簧上弹力为：
【答案】
三、弹簧长度改变问题（胡克定律了解和应用）
设劲度系数为弹簧受到压力为时压缩量为，弹簧受到拉力为时伸长量为，此时“-”，弹簧长度将由压缩量变为伸长量，: ,.
则:,即
图 3-7-6
说明:弹簧受力改变和弹簧长度改变也一样遵照胡克定律，此时表示物理意义是弹簧长度改变量，并不是形变量.
【例3】图3-7-6所表示，劲度系数为轻质弹簧两端分别和质量为、物块1、2拴接，劲度系数为轻质弹簧上端和物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，，，物块2重力势能增加了 ,物块1重力势能增加了 .
【解析】由题意可知，弹簧长度增加量就是物块2高度增加量，弹簧长度增加量和弹簧长度增加量之和就是物块1高度增加量.
由物体受力平衡可知，弹簧弹力将由原来压力变为0,弹