高考高中物理彈簧類問(wèn)題的幾種模型及其處理方法-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 一類，而其主要特點(diǎn)是與碰撞問(wèn)題類似，但是，它與碰撞類問(wèn)題的一個(gè)明顯差別就是它的作用過(guò)程相對(duì)較長(zhǎng)，而碰撞類問(wèn)題的作用時(shí)間極短。 （ 2）彈簧壓縮形變恢復(fù)過(guò)程： 過(guò)了兩物體速度相等這個(gè)瞬間，由于彈簧仍然處于壓縮狀態(tài)， A繼 續(xù)減速， B繼續(xù)加速，這就會(huì)使得 B的速度變的比 A的速度大，于是 A、 B物體之間的距離開(kāi)始變大，彈簧逐漸恢復(fù)形變直至原長(zhǎng)。 就這樣， 彈簧不斷地壓縮、拉伸、恢復(fù)形變。 （ 2）兩個(gè)物體不停地進(jìn)行著加速和減速運(yùn)動(dòng)，但加速度時(shí)刻在變化，所以有關(guān)兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題不能采用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)解決。現(xiàn)將一豎直向上的變力 F作用在 A上，使 A開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng) B剛要離開(kāi)地面。在力 F剛剛作用在 A上時(shí)， A物體受到重力 mg，彈簧向上的彈力 T，豎直向上的拉力 F。等到彈簧拉伸到足夠長(zhǎng)，使得 B物體恰好離開(kāi)地面時(shí)，彈簧彈力大小等于 B物體的重力。=285N為拉力最大值。所以，學(xué)生在平時(shí)的訓(xùn)練中，必須養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，對(duì)于較復(fù)雜的物理過(guò)程，必須先分段研究，化一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題為若干個(gè)簡(jiǎn)單模型，針對(duì)若干個(gè)簡(jiǎn)單的物理情景，逐一分析出現(xiàn)這一物理情景的力學(xué)原因，當(dāng)把每一個(gè)物理情景都分析清楚了，整個(gè)問(wèn)題的答案就會(huì)水到渠成。求： （ 1） A與 B碰撞后瞬間的速度大小。所以，當(dāng)物體 AB所受合力 為 0時(shí)就是該物體速度最大的時(shí)候。 （ 3）設(shè)物體 A從距離 B為 H的高度自由落下時(shí)，在以后的運(yùn)動(dòng)中才能使物體 C恰好離開(kāi)地面?！稗D(zhuǎn)移式”只能針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)，如兩個(gè)物體 A、 B組成的系統(tǒng)， ，若 A物體機(jī)械能減小， B物體的機(jī)械能一定增加，且變化量相等， A減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到 B上導(dǎo)致 B物體機(jī)械能增加。 5．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)型彈簧問(wèn)題 彈簧振子是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典模型，有一些彈簧問(wèn)題，如果從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的角度思考，利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的 周期性和對(duì)稱性來(lái)處理，問(wèn)題的難度將大大下降。從物塊和彈簧接觸開(kāi)始到物塊速度減小到零過(guò)程中，物塊的加速度大小 a隨下降位移大小 x變化的圖像，可能是下圖中的 分析： 我們知道物體所受的力為彈力和重力的合力，而彈力與形變量成正比，所以加速度與位移之間也應(yīng)該是線性關(guān)系，加速度與位移關(guān)系的圖像為直線。 例 8． 如圖 10 所示，一質(zhì)量為 m的小球從彈簧的正上方 H高處自由下落，接觸彈簧后將彈簧壓縮，在壓縮的全過(guò)程中（忽略空氣阻力且在彈性限度內(nèi)），以下說(shuō)法正確的是 A．小球所受彈力的最大值一定大于 2mg B．小球的加速度的最 大值一定大于 2g C．小球剛接觸彈簧上端時(shí)動(dòng)能最大 D．小球的加速度為零時(shí)重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最大 解析： 本題是一個(gè)典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型問(wèn)題。即與 A相撞前的速度為 ，則： ，得出： （ 2） C與 A相撞，由動(dòng)量守恒定律可得： 得出： （ 3） A、 C一起壓縮彈簧至 A、 C上升到最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得： 得出 （ 4） C由靜止下落 2H 高度時(shí)的速度為 ，則： 得出 （ 5） C與 A相撞： 得出： （ 6） A、 C一起壓縮彈簧至 A、 C分離，由機(jī)械能守恒定律得： 得出： （ 7） C單獨(dú)上升 X高度，由機(jī)械能守恒定律得： 得出： 例 10． 如圖 12 所示，質(zhì)量為 m1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)。若將 C換成另一個(gè)質(zhì)量為 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剛離地時(shí) D的速度的大小是多少？已知重力加速 度為 g。
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