《習題》教學設計(四川省縣級優(yōu)課)-物理教案

專題彈簧類連接體問題---------分離時臨界問題討論一、臨界問題兩個相互接觸的物體被彈簧彈出，這兩個物體在什么位置恰好分開？這屬于臨界問題。“恰好分開”既可以認為已經分開，也可以認為還未分開。認為已分開，那么這兩個物體間的彈力必然為零；認為未分開，那么這兩個物體的速度、加速度必然相等。同時利用這兩個結論，就能分析出當時彈簧所處的狀態(tài)。特點：1．還沒分開所以有共同的速度和加速度；2．彈力為零。這種臨界問題又分以下兩種情況：1．僅靠彈簧彈力將兩物體彈出，那么這兩個物體必然是在彈簧原長時分開的。例1．如圖所示，兩個木塊A、B疊放在一起，B與輕彈簧相連，彈簧下端固定在水平面上，用豎直向下的力F壓A，使彈簧壓縮量足夠大后，停止壓縮，系統(tǒng)保持靜止。這時，若突然撤去壓力F，A、B將被彈出且分離。下列判斷正確的是() A．木塊A、B分離時，彈簧的長度恰等于原長B．木塊A．B分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小等于B的重力C．木塊A、B分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小等于A、B的總重力D．木塊A、B分離時，彈簧的長度可能大于原長變式1．如圖所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端與木塊B相連，木塊A緊靠木塊B放置，A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ。用水平力F向左壓A，使彈簧被壓縮一定程度后，系統(tǒng)保持靜止。若突然撤去水平力F，A、B向右運動，下列判斷正確的是()

A．A、B一定會在向右運動過程的某時刻分開B．若A、B在向右運動過程的某時刻分開了，當時彈簧一定是原長C．若A、B在向右運動過程的某時刻分開了，當時彈簧一定比原長短D．若A、B在向右運動過程的某時刻分開了，當時彈簧一定比原長長變式2．如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端與木塊B相連，木塊A放在木塊B上，兩木塊質量均為m，在木塊A上施有豎直向下的力F，整個裝置處于靜止狀態(tài)。（1）突然將力F撤去，若運動中A、B不分離，則A、B共同運動到最高點時，B對A的彈力有多大？（2）要使A、B不分離，力F應滿足什么條件？2．除了彈簧彈力，還有其它外力作用而使相互接觸的兩物體分離。那么兩個物體分離時彈簧必然不一定是原長。（彈簧和所連接的物體質量不計分離時是彈簧的原長，但質量考慮時一定不是彈簧的原長，）可看成連接體。例2．如圖所示，一個彈簧臺秤的秤盤質量和彈簧質量都不計，盤內放一個物體P處于靜止，P的質量m=12kg，彈簧的勁度系數(shù)k=300N/m。現(xiàn)在給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運動，已知在t=0．2s內F是變力，在0．2s以后F是恒力，g=10m/s2，則F的最小值是

，F(xiàn)的最大值是

。變式1．一彈簧秤的秤盤質量m1=1．5kg，盤內放一質量為m2=10．5kg的物體P，彈簧質量不計，其勁度系數(shù)為k=800N/m，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖9所示?，F(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運動，已知在最初0．2s內F是變化的，在0．2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）點評：彈簧的彈力是變力，分析好何時兩者分離是關鍵，此時兩者間無作用力，且兩者的加速度剛好相等，另外牛頓定律與運動學公式的熟練應用也是同學必須掌握的。變式2、如圖所示，質量均為m=3kg的物塊A、B緊挨著放置在粗糙的水平地面上，物塊A的左側連接一勁度系數(shù)為k=l00N/m的輕質彈簧，彈簧另一端固定在豎直墻壁上。開始時兩物塊壓緊彈簧并恰好處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使物塊口在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的勻加速直線運動直至與A分離，已知兩物塊與地面的動摩擦因數(shù)均為μ=0．5，g=l0m/s2。求：（1