与物体平衡相关的弹簧问题

http://anhui.hteacher.net 2019-03-15 11:27 安徽教师网 [您的教师考试网]

与物体平衡相关的弹簧问题

命题要点一:弹力大小的判断

1.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。找出形变量x与物体空间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。

例1.如图所示,两木块的质量分别为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( )

0

命题要点二:突变问题

在弹簧两端都保持与其他物体接触的条件下,弹簧弹力的大小F=kx与形变量x成正比,由于形变量的改变需要一定时间,因此这种情况下,弹力的大小不会突然改变。(这一点与绳不同,高中物理研究中,绳的形变很微小可以忽略不计,因此绳两端所受弹力可以突变。)

例2.如图所示,质量为m的小球用水平弹簧连接,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,使小球恰好处于静止状态。当AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为( )

0

命题要点三:临界问题

两个相互接触的物体被弹簧弹开,这两个物体在什么位置恰好分开?这属于临界问题。“恰好分开”既可以认为已经分开,也可以认为还未分开。认为已分开,那么这两个物体间的弹力必然为零;认为未分开,那么这两个物体的速度、加速度必然相等。同时利用这两个结论,就能分析出当时弹簧所处的状态。

临界时特点:1.接触;2.具有共同的加速度;3.相互之间的弹力减小为0。

例3.如图所示,两个木块A、B叠放在一起,B与轻弹簧相连,弹簧下端固定在水平面上,用竖直向下的力F压A,使弹簧压缩量足够大后,停止压缩,系统保持静止。这时,若突然撤去压力F,A、B将被弹出且分离。下列判断正确的是( )


0

A.木块A、B分离时,弹簧的长度恰等于原长

B.木块A、B分离时,弹簧处于压缩状态,弹力大小等于B的重力

C.木块A、B分离时,弹簧处于压缩状态,弹力大小等于A、B的总重力

D.木块A、B分离时,弹簧的长度可能大于原长

【解题思路】抓住分离瞬间的特点去分析。A、B分离时,二者之间无挤压,因此A的加速度为g,对于B,分离瞬间二者加速度应该相等,所以B的加速度也为g,因此此时B不受弹簧弹力的作用,弹簧处于原长,选A。

结论:仅靠弹簧弹力将两物体弹出,那么这两个物体必然是在弹簧原长时分开的。

例4.如图所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时,B与A分离,下列说法正确的是( )

0

结论:除了弹簧弹力,还有其它外力作用而使相互接触的两物体分离。那么两个物体分离时弹簧必然不一定是原长

责任编辑:郭爽

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