專題彈簧類問(wèn)題

1、專題彈簧類問(wèn)題在中學(xué)階段，凡涉及的彈簧都不考慮其質(zhì)量，稱之為"輕彈簧"，這是一種常見的理想化物理模型彈簧類問(wèn)題多為綜合性問(wèn)題，涉及的知識(shí)面廣，要求的能力較高，是高考的難點(diǎn)之一.一、高考要求輕彈簧是一種理想化的物理模型，以輕質(zhì)彈簧為載體，設(shè)置復(fù)雜的物理情景，考查力的概念，物體的平衡，牛頓定律的應(yīng)用及能的轉(zhuǎn)化與守恒，是高考命題的重點(diǎn)，此類命題幾乎每年高考卷面均有所見.應(yīng)引起足夠重視.二、彈簧類命題突破要點(diǎn)1 .彈簧的彈力是一種由形變而決定大小和方向的力.當(dāng)題目中出現(xiàn)彈簧時(shí)，要注意彈力的大小與方向時(shí)刻要與當(dāng)時(shí)的形變相對(duì)應(yīng).在題目中一般應(yīng)從彈簧的形變分析入手，先確定彈簧原長(zhǎng)位置，現(xiàn)

2、長(zhǎng)位置，找出形變量x與物體空間位置變化的幾何關(guān)系，分析形變所對(duì)應(yīng)的彈力大小、方向，以此來(lái)分析計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能變化2 .因彈簧（尤其是軟質(zhì)彈簧）其形變發(fā)生改變過(guò)程需要一段時(shí)間，在瞬間內(nèi)形變量可以認(rèn)為不變.因此，在分析瞬時(shí)變化時(shí)，可以認(rèn)為彈力大小不變，即彈簧的彈力不突變3 .在求彈簧的彈力做功時(shí)，因該變力為線性變化，可以先求平均力，再用功的定義進(jìn)行計(jì)算，也可據(jù)動(dòng)能定理和功能關(guān)系：能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解.同時(shí)要注意彈力做功的特點(diǎn)：Wk=-（1kx22-1kxi2）,彈力的功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值.彈性勢(shì)能的公式Ep=-kx；高考不作定222量要求，可作定性討論.因此，在求彈力的功或彈性勢(shì)能的改

3、變時(shí)，一般以能量的轉(zhuǎn)化與守恒的角度來(lái)求解.例1.（04全國(guó)）如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上，中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以11、l2、l3、14依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量，則有（）A. 12>11B,14>13C.11>13D.12=14*Fff例2.如圖2所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，

4、小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)拔去銷釘M的瞬間，小球加速度的大小為12m/s2,若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間，小球的加速度可能是（g=10m/s2）A.22m/s；豎直向上B.22m/s；豎直向下C.2m/s2,豎直向上D.2m/s2,豎直向下圖2例3.如左圖所示，小球在豎直力F作用下將豎直彈簧壓縮，若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，直到速度變?yōu)榱銥橹?，在小球上升的過(guò)程中A.小球的動(dòng)能先增大后減小B.小球在離開彈簧時(shí)動(dòng)能最大C.小球的動(dòng)能最大時(shí)彈性勢(shì)能為零D.小球的動(dòng)能減為零時(shí)，重力勢(shì)能最大例4（99年全國(guó)）如圖2-1所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為ki和k2,上

5、面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開上面彈簧.在這過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離A.mgkikirmigC.k2D.k2圖21例5.如圖所示，豎直放置在水平面上的輕彈簧上疊放著兩個(gè)物塊A、B,它們的質(zhì)量都是2kg,都處于靜止?fàn)顟B(tài).若突然將一個(gè)大小為10N的豎直向下的壓力加在A上，在此瞬間，A對(duì)B的壓力大小為（）A.35NB.25NC.15ND.5N例6.如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連,整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小

6、分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有A.a1=g,a2=gB. a1=0,a2=gLmM：C. a1二0,a?=-g安M亍1xxkxwAwxwJwD. a1=g,a2=mMgM例7.將金屬塊用壓縮的輕彈簧頂在一個(gè)矩形的箱的頂部，如圖16所示。在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，能夠顯示箱受到的壓力，箱置于升降機(jī)中可以在豎直方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)箱以a=2.0m/s2的加速度勻減速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為6.0N,下底板的壓力傳感器顯示的壓力為12.0N,(取g=10m/s2)(1)若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的四分之一，試判斷箱的運(yùn)動(dòng)情況。(2)要使兩個(gè)壓力傳

7、感器中的一個(gè)的示數(shù)為零，箱?&豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的？例8A、B兩木塊疊放在豎直輕彈簧上，如圖2-6所示，已知木塊A、B質(zhì)量分別為0.42kg和0.40kg,彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,若在木塊A上作用一個(gè)豎直向上的力F,使A由靜止開始以0.5m/s2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)(g=10m/s2).(1)使木塊A豎直做勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，力F的最大值；(2)若木塊由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，直到A、B分離的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減少了0.248J,求這一過(guò)程F對(duì)木塊彳的功.例9如圖1所示，小圓環(huán)重G1固定的大環(huán)半徑為R,輕彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<2R),其勁度系數(shù)為k,接觸光

8、滑，求小環(huán)靜止時(shí)。彈簧與豎直方向的夾角。例10.如圖，質(zhì)量為mi的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A,另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向。現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為(mi+m3)的物體D,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地面時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。L,左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎2R的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌,導(dǎo)體棒具有水平向左

9、的初速度V0.在沿例11.如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m電阻為上，導(dǎo)軌的電阻可忽略.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到安培力.(2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則這一過(guò)程中安培力所做的功W和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q分別為多少？(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？,產(chǎn)產(chǎn)卜«k|MMRjSplMtUm.總之，彈簧問(wèn)題的表現(xiàn)形式是多種多樣的，但是只要緊緊圍繞彈簧與其他